【摘要】：為提高復(fù)合材料預(yù)制件縫合機(jī)器人的靈活性與加工柔性,針對(duì)縫合機(jī)器人自動(dòng)路徑規(guī)劃問題,研究了基于三維光柵掃描技術(shù)的曲面復(fù)合材料縫合機(jī)器人視覺接縫提取技術(shù).針對(duì)三維掃描攝像機(jī)視場(chǎng)固定的特點(diǎn),對(duì)攝像機(jī)進(jìn)行標(biāo)定實(shí)驗(yàn),改進(jìn)傳統(tǒng)的手眼標(biāo)定方法,提出一種用于求解手眼關(guān)系矩陣的四點(diǎn)標(biāo)定新方法,建立了機(jī)器人坐標(biāo)系與攝像機(jī)坐標(biāo)系的位姿映射關(guān)系.經(jīng)過手眼關(guān)系標(biāo)定,三維光柵掃描儀采樣得到的縫合預(yù)制件點(diǎn)云數(shù)據(jù)可轉(zhuǎn)化為機(jī)器人坐標(biāo)系下的點(diǎn)云數(shù)據(jù)坐標(biāo).進(jìn)一步對(duì)采集的預(yù)制件點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行接縫中心線提取,提出了一種縫合軌跡及姿態(tài)規(guī)劃算法,采用三次多項(xiàng)式對(duì)接縫中心線進(jìn)行空間曲線擬合,采用最小二乘法對(duì)縫合微切平面進(jìn)行平面擬合,完成機(jī)器人操作空間前進(jìn)矢量及接近矢量的計(jì)算.最后,將規(guī)劃結(jié)果應(yīng)用于縫合機(jī)器人的離線編程仿真與實(shí)驗(yàn)中.實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,該系統(tǒng)精度高,線跡成型良好,可以滿足機(jī)器人縫合系統(tǒng)的要求.
[Abstract]:In order to improve the flexibility and processing flexibility of the composite prefabricated stitching robot, aiming at the automatic path planning problem of the stitching robot, the visual seam extraction technology of the curved composite suture robot based on 3D grating scanning technology was studied. In view of the fixed field of view of 3D scanning camera, the camera calibration experiment is carried out to improve the traditional hand-eye calibration method, and a new four-point calibration method is proposed to solve the hand-eye relation matrix. The pose mapping relationship between robot coordinate system and camera coordinate system is established. After hand-eye calibration, the point cloud data obtained from 3D grating scanner can be converted into point cloud data coordinates in robot coordinate system. Furthermore, a suture trajectory and attitude planning algorithm is proposed for extracting the centroid of joint seam from the collected data of point cloud of prefabricated parts. The cubic polynomial is used to connect the center line of the seam to fit the space curve. By using the least square method to fit the sutured micro-tangent plane, the forward vector and the approaching vector of the robot operating space are calculated. Finally, the planning results are applied to the offline programming simulation and experiment of the suture robot. The experimental results show that the system can meet the requirements of the robot suture system.
【作者單位】： 天津市現(xiàn)代機(jī)電裝備技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(天津工業(yè)大學(xué));
【基金】：國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(U133128) 天津市科技支撐計(jì)劃重點(diǎn)項(xiàng)目(15ZCZDGX00300) 天津市科技計(jì)劃項(xiàng)目(14ZCDZGX00802)
【分類號(hào)】：TP242

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5 財(cái)宣邋Q孟推，

本文編號(hào)：2137313