【摘要】：隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和生產(chǎn)力水平的逐漸提高,使得機(jī)械臂得應(yīng)用越來越廣泛,而且對機(jī)械臂的精度、可靠性等方面有著很高的要求。目前,廣泛應(yīng)用的機(jī)械臂數(shù)學(xué)模型都是理想模型,而實際情況是機(jī)械臂在加工裝配和運作過程中,是不可避免的要產(chǎn)生誤差,機(jī)械臂的實際模型與理想模型存在不小的偏差。三維重建則是提供三維模型結(jié)構(gòu)用于對三維信息的識別和認(rèn)知的一種技術(shù),通過建立一個正確合適的三維模型,用形象化的三維模型來描述機(jī)械臂各種屬性,對機(jī)械臂的誤差矯正、故障檢測、和安全保障具有一定的研究價值。為此,本文利用Kinect攝像頭獲得RGB-D圖像,針對機(jī)械臂,提出一種操作簡便的三維模型重建與仿真方法,本文的主要內(nèi)容如下:1.學(xué)習(xí)研究了Kinect深度成像技術(shù),開發(fā)出RGB-D數(shù)據(jù)采集程序,并通過坐標(biāo)變換的方法實現(xiàn)了深度圖像與彩色圖像的對準(zhǔn)。2.針對Kinect采集到的深度圖像存在空洞問題,提出了一種改進(jìn)的快速行進(jìn)算法,實現(xiàn)了對深度圖像空洞的填充。3.提出了一種基于RGB-D圖像的機(jī)械臂關(guān)節(jié)點定位方法,并通過定位的關(guān)節(jié)點的三維信息計算出了機(jī)械臂各關(guān)節(jié)角度。4.應(yīng)用目前機(jī)器人系統(tǒng)中應(yīng)用最為廣泛的ROS,通過使用urdf文件建立機(jī)械臂三維物理模型并實現(xiàn)了在rviz上的機(jī)械臂仿真。最后對整個研究實驗進(jìn)行了總結(jié)與展望。
【圖文】：

如廣州機(jī)床研究所研發(fā)出點焊機(jī)械臂，北京機(jī)械自動化研究所研發(fā)出噴涂機(jī)械臂等等[4]。近年德國政府提出工業(yè) 4.0 戰(zhàn)略計劃，多個國家表示出了對工業(yè)4.0 的熱情，美國、英國、日本等紛紛出臺了相關(guān)政策，推動工業(yè)第四次革命[5]。我國在 2015 年 9 月，國務(wù)院發(fā)布<<中國制造 2025>>，全面實施制造強國戰(zhàn)略，，推動制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級，加快了從制造大國轉(zhuǎn)向制造強國的步伐，伴隨著工業(yè) 4.0 的推進(jìn)，“無人工廠”由此誕生，如圖 1.1所示，如今在號稱“世界工廠”的廣東東莞，那里出現(xiàn)了第一家“無人工廠”，整個車間只需少數(shù)幾個人對機(jī)械臂進(jìn)行維護(hù)即可，所有工序全部由機(jī)械臂自動完成。機(jī)械臂是多學(xué)科綜合的產(chǎn)物，是面向工業(yè)領(lǐng)域的多關(guān)節(jié)機(jī)械手或多自由度的機(jī)器人。在現(xiàn)在化工業(yè)進(jìn)程中有著不可替代的作用。然而機(jī)械臂目前存在兩種情況,一是在裝配和運作中會不可避免的產(chǎn)生誤差，二是機(jī)械臂系統(tǒng)缺乏有效的故障預(yù)警和輔助處理能力。

圖 1.2 RGB-D 圖像的應(yīng)用1.3 國內(nèi)外相關(guān)技術(shù)的發(fā)展1.3.1 深度圖像修復(fù)一般 RGB-D 采集設(shè)備采集的深度圖像不完整，里面有大量的噪聲和空洞問題，在許多應(yīng)用領(lǐng)域中為了提高深度圖像的準(zhǔn)確性對深度圖像的修復(fù)工作成為首要工作。目前很多國內(nèi)外學(xué)者對深度圖像修復(fù)進(jìn)行了研究工作，Ming Zhang等人[10]采用雙邊濾波對深度圖像進(jìn)行了修復(fù)。Thrun 等人[11]采用兩層的馬爾科夫隨機(jī)場對深度圖像進(jìn)行修復(fù)，將深度圖像修復(fù)問題轉(zhuǎn)化為求解馬爾科夫隨機(jī)場最優(yōu)化問題。Jaesik Park 等人[12]引入了邊緣信息權(quán)重結(jié)合非局域均值濾波對深度圖像進(jìn)行了修復(fù)。王奎等人[13]首先使用背景填充算法對深度圖像進(jìn)行第一次修復(fù)；然后用顏色匹配對深度圖像第二
【學(xué)位授予單位】：武漢工程大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TP391.41;TP241

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

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2 駱敏舟;方健;趙江海;;工業(yè)機(jī)器人的技術(shù)發(fā)展及其應(yīng)用[J];機(jī)械制造與自動化;2015年01期

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本文編號：2550432