基于微裝配系統(tǒng)的多目標檢測和識別研究.pdf

1、隨著微納米科學領(lǐng)域技術(shù)的不斷進步，設備的微小化正在成為工業(yè)制造的熱門發(fā)展方向。如今，微型設備在各個研究領(lǐng)域都有廣泛應用，比如在霍金最新提出的“突破攝星”計劃里，就有微型飛船的概念。微觀世界的工作空間小，操作對象尺寸一般在微米甚至納米級別，遠遠超出了傳統(tǒng)操作方法的精度限制，因此，微操作機器人作為一種探究微觀世界的重要手段，備受世界各國研究者的關(guān)注。本文針對ICF（Inertial Confinement Fusion）核聚變微型靶的組裝任

2、務，專門設計了一套機器人裝配系統(tǒng)，采用顯微視覺作為任務空間中各目標位置和姿態(tài)信息的反饋手段，并對顯微圖像中的多目標檢測、識別和定位方法進行了研究。
　　本文首先分析了靶裝配任務的工藝標準和精度要求，詳細介紹了微裝配機器人系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)，并論述了系統(tǒng)軟件的設計框架，通過實際的操作實驗證明了本套系統(tǒng)在裝配功能上的可靠性。
　　根據(jù)顯微圖像的成像特點和實驗環(huán)境干擾，直接使用采集的圖片來識別任務空間中的多個目標會產(chǎn)生較高的錯誤率。顯

3、微圖像需要使用一系列預處理方法，削弱噪聲影響和凸顯目標特征，通過灰度轉(zhuǎn)化減少圖像數(shù)據(jù)；使用濾波和形態(tài)學處理消除噪聲、微塵和細絲干擾；通過邊緣和改進的輪廓檢測方法提取目標輪廓鏈圖像，使用分割算法獲取每個目標的輪廓圖。由于系統(tǒng)中目標形狀特點突出，使用形狀特征和放射不變矩特征能夠很準確地表示目標的本質(zhì)，本文選取了組合特征作為識別的依據(jù)。
　　為了避免對靶零件的盲目夾取和釋放，文中提出了操作對象的中心定位和姿態(tài)估計的算法，成功計算出了目標