基于改進三角測量法的機器視覺引導(dǎo)系統(tǒng).pdf

1、工業(yè)機器人在進行實際生產(chǎn)時，因為具有很強的靈活性和精確的操作性，在生產(chǎn)和加工的許多領(lǐng)域都具有極其普遍的應(yīng)用。當(dāng)今進行工業(yè)生產(chǎn)的機器人多采用預(yù)設(shè)軌跡的方式進行工件的生產(chǎn)加工操作。但這種方式有很大的局限性，一旦工件的位置相對預(yù)設(shè)位置有所偏差，這種單純依靠執(zhí)行預(yù)設(shè)軌跡的操作方式將不再能滿足實際要求?？紤]到機器視覺技術(shù)具有靈活性以及精確性這樣的優(yōu)勢，機器視覺技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域的研究應(yīng)用已經(jīng)取得了可觀成果。
　　本篇論文研究的主要內(nèi)容是如何

2、將視覺引導(dǎo)技術(shù)引入機器人控制系統(tǒng)，并且應(yīng)用采集到的視覺信息進行圖像處理，對圖像進行目標(biāo)檢測以及特征提取，提取出物體的三維特征信息，作為位置信號對后續(xù)執(zhí)行模塊進行位姿調(diào)整及后序加工操作。這種系統(tǒng)的優(yōu)勢在于改善了傳統(tǒng)機器人控制系統(tǒng)不能根據(jù)工件的加工環(huán)境以及實時位置改變操作路徑，只能機械重復(fù)規(guī)劃路徑的缺點，有效地融合了視覺引導(dǎo)技術(shù)及機器人控制系統(tǒng)的優(yōu)點，形成了一種更加高速有效并且具有很高精確度的系統(tǒng)，為工業(yè)機器人的加工提供了一種更加靈活，并且

3、可以根據(jù)給予工件的不同類別、不同的位置姿態(tài)實時調(diào)整工業(yè)機器人姿態(tài)的加工方式，具有更加靈活的使用方式和更加廣闊的適用范圍。
　　本系統(tǒng)的設(shè)計思路以及創(chuàng)新方案如下：
　?。?）應(yīng)用已經(jīng)具有豐富理論的圖像處理以及機器視覺的基本知識，先設(shè)計出能夠采集目標(biāo)工件位置以及姿態(tài)信息的算法。即應(yīng)用改進光學(xué)三角測量法，形成雙目相機以及十字激光器為主體的立體視覺系統(tǒng)。首先由十字激光器的激光線獲取目標(biāo)工件所在平面的深度信息以及傾斜角度信息，可以由激

4、光線的長度信息得到；其次由雙目相機獲取目標(biāo)工件在所在平面的坐標(biāo)，可以由像素特征圓心坐標(biāo)信息得到；再測量目標(biāo)工件在該平面上旋轉(zhuǎn)的角度，可以由選作特征的直線在圖像上的傾斜角度轉(zhuǎn)化得到；最后整合獲得的各項信息。
　?。?）進行改進相機激光三角法測量法的系統(tǒng)標(biāo)定。首先應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)棋盤格對雙目相機的內(nèi)外參數(shù)進行標(biāo)定，得到雙目相機的內(nèi)外參數(shù)的數(shù)值；再對十字激光器的發(fā)射角進行標(biāo)定，這樣就得到了散射角的數(shù)值，為后續(xù)深度信息以及傾斜角度信息的數(shù)值求解提

5、供數(shù)據(jù)來源。
　?。?）應(yīng)用前面步驟所述的算法，對機器視覺引導(dǎo)系統(tǒng)進行軟件以及硬件的選型。首先對應(yīng)硬件選用實際適合的功能模塊，包括十字激光器、雙目相機、機械臂、控制系統(tǒng)的選擇，依次設(shè)計出完整的硬件系統(tǒng)；再對軟件編寫工具進行選擇。
　?。?）逐步實現(xiàn)特征的檢測以及對應(yīng)信息的提取，運用已有算法進行功能的設(shè)計實現(xiàn)，該過程包括對采集到的圖像進行諸如二值化處理以及濾波降噪等一系列預(yù)處理，再應(yīng)用目標(biāo)檢測以及圖像識別的相關(guān)技術(shù)，測量出待加