面向工業(yè)應(yīng)用的機(jī)器人手眼標(biāo)定與物體定位.pdf

1、為了滿足制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)發(fā)展的需求，集成了視覺(jué)系統(tǒng)的智能工業(yè)機(jī)器人在現(xiàn)代化工廠中被越來(lái)越多地使用。為了適應(yīng)柔性制造中快速部署生產(chǎn)的發(fā)展特點(diǎn)，并滿足精確識(shí)別定位物體的作業(yè)需求，本文對(duì)工業(yè)機(jī)器人的手眼標(biāo)定和物體識(shí)別定位問(wèn)題進(jìn)行了探索和研究。本文的研究?jī)?nèi)容和成果主要包括以下幾個(gè)方面:
　　1.設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一種在線自動(dòng)化的手眼標(biāo)定系統(tǒng)。該系統(tǒng)在執(zhí)行標(biāo)定算法的同時(shí)，可以自動(dòng)的采集標(biāo)定數(shù)據(jù)，基于攝像機(jī)成像模型的標(biāo)定板運(yùn)動(dòng)空間規(guī)劃保證了在采集數(shù)據(jù)

2、時(shí)標(biāo)定板出現(xiàn)在攝像機(jī)視野范圍內(nèi)，使系統(tǒng)獲取有效的標(biāo)定數(shù)據(jù)。手眼標(biāo)定算法采用線性化算法，保證了在線計(jì)算的實(shí)時(shí)性。同時(shí)，設(shè)計(jì)了有效的系統(tǒng)流程控制標(biāo)定的開始和結(jié)束，保證采集到充足的標(biāo)定數(shù)據(jù)，以消除觀測(cè)誤差的影響。實(shí)驗(yàn)證明，本文設(shè)計(jì)的自動(dòng)化標(biāo)定方法可以得到收斂的標(biāo)定結(jié)果，且整個(gè)標(biāo)定過(guò)程僅耗時(shí)15min。
　　2.提出并實(shí)現(xiàn)了基于最小化重投影誤差的手眼標(biāo)定優(yōu)化算法。該算法將攝像機(jī)成像模型和機(jī)器人手眼模型作為一個(gè)整體進(jìn)行建模，采用圖像中的棋盤

3、格角點(diǎn)的像坐標(biāo)作為直接觀測(cè)數(shù)據(jù)，在像素空間對(duì)模型參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，將手眼變換矩陣的估計(jì)誤差轉(zhuǎn)換為棋盤格角點(diǎn)的重投影誤差，以最小化重投影誤差作為優(yōu)化目標(biāo)。同時(shí)為了求解含有兩部分未知數(shù)的優(yōu)化問(wèn)題，采用了迭代優(yōu)化方法。實(shí)驗(yàn)證明，該算法可以實(shí)現(xiàn)0.873mm的相對(duì)標(biāo)定精度。
　　3.面向工業(yè)應(yīng)用設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一種采用ORB(Oriented FAST and RotatedBRIEF)特征的物體識(shí)別算法和基于物體局部形狀特征的物體定位算法。物體