【摘要】：建立智能型電力儀表檢定全自動流水作業(yè)平臺,需要將不同種類的電力儀表從待檢定區(qū)域搬運(yùn)到儀表檢定流水線的輸送帶上。針對這一實際應(yīng)用背景需求,本文研究了基于雙目立體視覺的電力儀表定位與抓取系統(tǒng),通過雙目立體視覺實現(xiàn)儀表空間三維坐標(biāo)位置及姿態(tài)識別,并以此控制工業(yè)機(jī)器人實現(xiàn)對任意姿態(tài)儀表的抓取與放置等。本文具體研究工作如下:設(shè)計并搭建了旋轉(zhuǎn)平臺并作為待檢定儀表的放置區(qū)域。針對隨旋轉(zhuǎn)平臺轉(zhuǎn)動的電力儀表這一目標(biāo),本文研究了基于視覺的運(yùn)動目標(biāo)檢測的方法。首先通過混合高斯模型來檢測轉(zhuǎn)動中的儀表,并以檢測到的結(jié)果判斷其在視覺系統(tǒng)圖像坐標(biāo)系中的位置,當(dāng)其到達(dá)指定位置范圍時,控制轉(zhuǎn)盤停止運(yùn)動,最后通過背景差分法獲得儀表的輪廓信息。針對需要檢定的儀表類型,研究了基于視覺的儀表型號識別方法。通過對被檢定儀表圖像分析,確定通過檢測其字符模式來識別儀表型號。鑒于此,研究了以最大穩(wěn)定極值區(qū)域(MSER)算法和基于詞袋(BOW)模型的圖像多分類結(jié)合的方法識別儀表型號。首先通過MSER算法獲得儀表型號文字區(qū)域的圖像,并將此圖像作為測試圖像,輸入到訓(xùn)練成功的圖像分類器中,該分類器是基于圖像視覺特征構(gòu)造的BOW模型訓(xùn)練的,最后獲得儀表的型號。研究了雙目立體視覺系統(tǒng)獲得儀表中心點三維坐標(biāo)的方法。首先對雙目相機(jī)標(biāo)定和Eye-in-Hand手眼系統(tǒng)中手眼標(biāo)定的方法做了研究,然后通過標(biāo)定結(jié)果對左右圖像進(jìn)行了立體校正,并完成了相機(jī)坐標(biāo)系與機(jī)器人末端工具坐標(biāo)系間的轉(zhuǎn)換。通過系統(tǒng)分析比較基于半全局塊匹配(SGBM)與基于尺度不變特征變換(SIFT)特征算子的立體匹配算法的優(yōu)缺點,確定了穩(wěn)定性更好的基于SIFT特征算子的立體匹配算法實現(xiàn)儀表圖像的立體匹配,并以獲得的視差值計算儀表中心點的三維坐標(biāo)。設(shè)計并實現(xiàn)了包括雙目立體視覺系統(tǒng)、工業(yè)機(jī)器人、旋轉(zhuǎn)平臺與電動夾爪的電力儀表定位與抓取系統(tǒng),采用儀表中心點三維坐標(biāo)與其傾斜角度來描述儀表姿態(tài),并完成了儀表的抓取實驗。實驗結(jié)果表明此系統(tǒng)定位與抓取的穩(wěn)定性及精度可以滿足電力儀表抓取的需求,具有重要的應(yīng)用價值。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TM933.4;TP391.41
【圖文】：

圖 2-3 棋盤格標(biāo)定板實物圖相機(jī)與標(biāo)定板的相對位置改變 3 次以上并采集標(biāo)定圖像版的距離與相機(jī)的實際工作距離相近。圖像中提取棋盤格的角點特征，并確定特征點的圖像坐

標(biāo)定使用的左相機(jī)圖像

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2731980