隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,工業(yè)機(jī)器人正逐漸地被應(yīng)用到現(xiàn)代化的工業(yè)生產(chǎn)中。提高工業(yè)機(jī)器人的智能感知能力是當(dāng)前工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用研究的熱點(diǎn),將視覺檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域,用于提高機(jī)器人的加工質(zhì)量、工作效率、對(duì)環(huán)境的適應(yīng)能力以及拓展機(jī)器人應(yīng)用范圍都具有十分重要的意義。本文主要針對(duì)現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)中的智能檢測(cè),將視覺檢測(cè)中的線結(jié)構(gòu)光三維檢測(cè)技術(shù)與UR機(jī)器人相結(jié)合,設(shè)計(jì)了一套UR機(jī)器人結(jié)構(gòu)光三維檢測(cè)系統(tǒng)。主要研究?jī)?nèi)容如下:1.重點(diǎn)研究了該系統(tǒng)中視覺檢測(cè)原理與測(cè)量模型,針對(duì)六自由度UR機(jī)器人裝載相機(jī)激光器獲取待測(cè)物體三維信息,對(duì)UR機(jī)器人技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行了分析。機(jī)器人正、逆運(yùn)動(dòng)學(xué)是指導(dǎo)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)的核心部分,本文基于D-H參數(shù)法對(duì)UR機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)進(jìn)行分析,采用解析法對(duì)機(jī)器人的正向、逆向運(yùn)動(dòng)學(xué)進(jìn)行求解,求得機(jī)械臂的位姿和各關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)角,并對(duì)機(jī)器人奇異性進(jìn)行了分析。2.分析了 UR機(jī)器人結(jié)構(gòu)光三維檢測(cè)系統(tǒng)的標(biāo)定模型,包括相機(jī)標(biāo)定、手眼標(biāo)定與光平面標(biāo)定,采用了基于奇異值矩陣分解的方法,對(duì)光平面的位姿進(jìn)行了求解,并分析了系統(tǒng)各坐標(biāo)系間的轉(zhuǎn)換關(guān)系。3.針對(duì)檢測(cè)系統(tǒng)的整體要求與檢測(cè)的工作距離,對(duì)系統(tǒng)的硬件部分進(jìn)行選型,包... 

【文章來(lái)源】：天津科技大學(xué)天津市

【文章頁(yè)數(shù)】：80 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－２?ＭｉｃｒｏＳｃｒｉｂｅ系列三維視覺測(cè)量?jī)x??

?Ｉ?前言???ｆｌ?１??Ｗ?ｉＪｗ］??圖１－４?ＦＡＲＯ?ＳｃａｎＡｒｍ掃描測(cè)量臂??Ｆｉｇ．?１－４?ＦＡＲＯ?ＳｃａｎＡｒｍ?ｔｈｒｅｅ－ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ?ｓｃａｎｎｉｎｇ?ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ?ａｒｍ??Ｉ??圖ｌ－５ＡｕｔｏＧａｕｇｅ機(jī)器人測(cè)量系統(tǒng)??Ｆｉｇ．?１－５?ＡｕｔｏＧａｕｇｅ?ｒｏｂｏｔ?ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ?ｓｙｓｔｅｍ??在國(guó)內(nèi)，結(jié)構(gòu)光視覺檢測(cè)方面的研究起步較晚，并且其主要研究成果為高校、研??究所進(jìn)行的理論研究和工業(yè)產(chǎn)品應(yīng)用方面的研究。在理論研究方面，１９９３年，浙江??大學(xué)的余飛鴻［２５ｉ對(duì)結(jié)構(gòu)光圖像采集的電路進(jìn)行了設(shè)計(jì)，以及對(duì)光柵的形成進(jìn)行了研??究。２００３年，空軍工程大學(xué)的宋元鶴等［２６］在標(biāo)定中利用雙目相機(jī)采集數(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)行補(bǔ)??償，使兩個(gè)相機(jī)分別在激光器的兩側(cè)拍攝，并對(duì)兩組信號(hào)同時(shí)處理，使其相互補(bǔ)償，??可提高檢測(cè)的精度和擴(kuò)展了測(cè)量范圍。同年，中國(guó)科學(xué)院的劉偉軍等［２７］構(gòu)建了單目結(jié)??構(gòu)光的自由曲面三維測(cè)量系統(tǒng)，通過最小二乘法來(lái)求解坐標(biāo)系間的關(guān)系，降低了計(jì)算??的復(fù)雜度的同時(shí)提高了穩(wěn)定性。２００４年，合肥工業(yè)大學(xué)張勇斌等［２８］利用十字線結(jié)構(gòu)??光對(duì)復(fù)雜的多臺(tái)階零件進(jìn)行了檢測(cè)。２００５年，北京理工大學(xué)的劉國(guó)文等［２９］提出了一??種物體旋轉(zhuǎn)的全方位結(jié)構(gòu)光掃描系統(tǒng)，完成了物體的周視掃描重建。２００６年，黑龍江??省科學(xué)院自動(dòng)化研究所的周麗麗等［３（）］利用光柵對(duì)物體表面的三維信息進(jìn)行了檢測(cè)。同??４??

構(gòu)光三維檢測(cè)原理??結(jié)構(gòu)光三維檢測(cè)是基于光學(xué)三角測(cè)量法的一種三維檢測(cè)技術(shù)［４２，４３］。光學(xué)投射器將??一定模式的結(jié)構(gòu)光（本文采用的是線激光器）投射與待測(cè)物表面，當(dāng)線激光平面與物??體相交時(shí)，光條會(huì)隨著被測(cè)物表面形狀產(chǎn)生調(diào)制，由另一位置的攝像機(jī)獲取光條的二??維畸變圖像，光條的畸變程度取決于相機(jī)和激光器的相對(duì)位置和被測(cè)物的表面輪廓。??固定相機(jī)和激光器，通過標(biāo)定獲取二者之間坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換關(guān)系，由畸變的二維光條的??圖像坐標(biāo)可獲得物體表面的三維輪廓信息［４４４７］。結(jié)構(gòu)光三維檢測(cè)示意圖如圖２－１所示。??ａ（０，?〇，?Ｄｇｐ）?０，?Ｄｇｃ）??丨成Ｍ??；＼?＼?＼?／?ｉ??：＼?＼?＼?／?；??！?＼?＼?＼?／?！??ｚ”?＼?＼?Ｘ?Ｉ??＼?＼?Ｂ／／Ｚ?：??Ｙ?／＾７＼?Ｘ／?ｉ??乂一■Ｖｒｕｒ－Ｔ—Ｋｒ－ｕ?……??／?１／Ｖ??圖２－１結(jié)構(gòu)光三維檢測(cè)示意圖??Ｆｉｇ．?２－１?Ｔｈｅ?ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?３Ｄ?ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ?ｏｆ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄ?ｌｉｇｈｔ??圖２－１中，激光器由投射一線激光到待測(cè)物表面，形成調(diào)制后的激光光條??Ａ５，相機(jī)在ｑ采集光條圖像。為光平面，設(shè)被測(cè)物體坐標(biāo)系為??相機(jī)坐標(biāo)系為Ｏ－Ｉ，?Ｚ軸為沿相機(jī)光軸方向，（＾－尤尤為相機(jī)像平面坐標(biāo)系，??為像平面的中心。在物坐標(biāo)系中，光平面由點(diǎn)以０角投射到物體表面，光平面與物??坐標(biāo)系的｝；軸平行，當(dāng)沒有物體時(shí)線激光平面與＇軸交于（９。點(diǎn)，激光投射點(diǎn)在物??坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值為（０，０，％），則光平面的方程為：??Ｚｇ＝－ｃｏ＼ｅ－Ｘｇ＋Ｄｗ?式（２－１）??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
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[8]基于機(jī)器視覺的鋰電池極片缺陷檢測(cè)研究[D]. 胡玥紅.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2015
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[10]基于雙目結(jié)構(gòu)光的快速三維成像系統(tǒng)研究[D]. 俞寶清.浙江大學(xué) 2015



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