關(guān)節(jié)機(jī)器人視覺(jué)伺服控制系統(tǒng)研究.pdf

1、把視覺(jué)傳感器與機(jī)器人結(jié)合起來(lái),賦予機(jī)器人系統(tǒng)視覺(jué)功能,讓機(jī)器人能感知外部的世界,大大提高了機(jī)器人的適用性,使機(jī)器人在特定的環(huán)境下能幫助人類解決一些難以解決的問(wèn)題,是智能機(jī)器人系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)之一,也是機(jī)器人技術(shù)研究發(fā)展的一個(gè)重要方向。本文論述了當(dāng)前機(jī)器人視覺(jué)伺服技術(shù)的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì),在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步論述了機(jī)器人視覺(jué)伺服控制系統(tǒng)所面臨的主要問(wèn)題和發(fā)展前景。結(jié)合公益性行業(yè)(農(nóng)業(yè))科研專項(xiàng)(nyhyzx07-005):“機(jī)械手式全自動(dòng)

2、裸根苗移栽機(jī)研制”項(xiàng)目,搭建了關(guān)節(jié)機(jī)器人視覺(jué)伺服控制系統(tǒng)的硬件平臺(tái),完成了其相應(yīng)功能的控制程序編制和操作界面的開(kāi)發(fā),本文所做的工作主要有以下五個(gè)部分:
　　1.從視覺(jué)伺服系統(tǒng)控制結(jié)構(gòu)、攝像機(jī)的安裝方式、視覺(jué)伺服系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)三方面入手對(duì)機(jī)器人伺服控制系統(tǒng)進(jìn)行了總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),完成了實(shí)現(xiàn)機(jī)器人視覺(jué)伺服控制系統(tǒng)的硬件的設(shè)計(jì)。其中視覺(jué)系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)方面又包括、攝像機(jī)、圖像采集卡、運(yùn)動(dòng)控制控制部分和關(guān)節(jié)機(jī)器人四個(gè)方面;
　　2.從連桿坐

3、標(biāo)系的建立,手部姿態(tài)的描述等方面進(jìn)行了對(duì)關(guān)節(jié)機(jī)器人進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)分析,最后把D-H坐標(biāo)系法引用到本系統(tǒng)所使用的SCARA機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)中,建立了系統(tǒng)所用的關(guān)節(jié)機(jī)器人各個(gè)連桿的坐標(biāo)系,求出了各個(gè)連桿的參數(shù),最后用MATLAB進(jìn)行矩陣運(yùn)算,求出了關(guān)節(jié)機(jī)器人正、逆運(yùn)動(dòng)方程的解;
　　3.建立了攝像機(jī)的成像模型,求解了圖像坐標(biāo)系、攝像機(jī)坐標(biāo)系、世界坐標(biāo)系三者之間的關(guān)系,確定了攝像機(jī)標(biāo)定所要研究的主要參數(shù)。根據(jù)實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有的條件,采用修正過(guò)的Tsa

4、i兩步標(biāo)定方法,做了大量的試驗(yàn)求出了本視覺(jué)伺服控制系統(tǒng)所用攝像機(jī)內(nèi)、外參數(shù),完成了對(duì)攝像機(jī)的標(biāo)定;
　　4.在視覺(jué)信息處理方面從圖像的預(yù)處理、圖像的分離、圖像的模板匹配、目標(biāo)物的提取等四個(gè)方面著手,最后為本伺服控制系統(tǒng)確定了用直方圖增強(qiáng)的方法對(duì)圖像進(jìn)行預(yù)處理,實(shí)驗(yàn)論證了用Canny算子對(duì)圖像邊緣的檢測(cè)效果,提出在機(jī)器人視覺(jué)伺服中可以用Canny邊緣檢測(cè)法來(lái)檢測(cè)圖像各區(qū)域的邊緣以實(shí)現(xiàn)圖像的分離,最后用模板匹配的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)物的識(shí)