基于機(jī)器視覺的分揀機(jī)器人目標(biāo)識(shí)別與定位的研究.pdf

1、本文主要針對(duì)工業(yè)生產(chǎn)中分揀機(jī)器人的目標(biāo)識(shí)別及定位中遇到的具體問題:在外界干擾因素的影響下，目標(biāo)的判斷識(shí)別與定位精度容易受到光照、噪音等外界因素的干擾，而且目前只能對(duì)形狀規(guī)則、特征明顯、判定準(zhǔn)則單一的簡單目標(biāo)進(jìn)行識(shí)別與定位，對(duì)形狀不規(guī)則的復(fù)雜目標(biāo)則很難有效實(shí)現(xiàn)等問題進(jìn)行了研究。
　　首先對(duì)機(jī)器人的整體系統(tǒng)方案進(jìn)行了設(shè)計(jì)，開發(fā)了手眼系統(tǒng)結(jié)合的四自由度機(jī)器人實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，對(duì)機(jī)器人進(jìn)行了逆運(yùn)動(dòng)學(xué)求解和分析，并對(duì)其性能進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)調(diào)試，重復(fù)定位精

2、度達(dá)到1mm。其次，建立了攝像機(jī)參數(shù)模型，并對(duì)視覺系統(tǒng)進(jìn)行了標(biāo)定研究，計(jì)算出攝像機(jī)內(nèi)外參數(shù)，標(biāo)定精度在0.2像素之內(nèi)。推導(dǎo)出機(jī)器人手眼坐標(biāo)關(guān)系變換矩陣，給出了由圖像坐標(biāo)系中的工件形心坐標(biāo)向世界坐標(biāo)系中機(jī)器人末端執(zhí)行器位置轉(zhuǎn)化的模型。為排除外界干擾因素的影響，獲取高質(zhì)量的工件目標(biāo)圖像，利用開發(fā)的圖像處理技術(shù)目標(biāo)圖像進(jìn)行圖像預(yù)處理，通過多個(gè)邊緣檢測(cè)器對(duì)圖像邊緣檢測(cè)效果的研究，提取出邊緣明顯、清晰地目標(biāo)的輪廓。
　　針對(duì)以上多目標(biāo)識(shí)別及

3、定位中遇到的問題，提出了SIFT和幾何矩算法相融合的方法。利用SIFT算法和RANSAC策略對(duì)多種工件進(jìn)行匹配識(shí)別，通過匹配識(shí)別的實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比，表明RANSAC策略在消除誤匹配點(diǎn)方面對(duì)SIFT算法進(jìn)行了改進(jìn)，提高了匹配率。在利用SIFT算法對(duì)多目標(biāo)做出判斷識(shí)別的基礎(chǔ)上，通過幾何矩算法計(jì)算出工件形心坐標(biāo)，進(jìn)而對(duì)目標(biāo)進(jìn)行精確定位。通過視覺系統(tǒng)標(biāo)定和運(yùn)動(dòng)學(xué)逆解將工件形心坐標(biāo)轉(zhuǎn)化為機(jī)械手末端位置坐標(biāo)，以利用基于位置的視覺控制方法對(duì)機(jī)械手進(jìn)行柔性