【摘要】：為提高復合材料預制件縫合機器人的靈活性與加工柔性,針對縫合機器人自動路徑規(guī)劃問題,研究了基于三維光柵掃描技術的曲面復合材料縫合機器人視覺接縫提取技術.針對三維掃描攝像機視場固定的特點,對攝像機進行標定實驗,改進傳統(tǒng)的手眼標定方法,提出一種用于求解手眼關系矩陣的四點標定新方法,建立了機器人坐標系與攝像機坐標系的位姿映射關系.經(jīng)過手眼關系標定,三維光柵掃描儀采樣得到的縫合預制件點云數(shù)據(jù)可轉(zhuǎn)化為機器人坐標系下的點云數(shù)據(jù)坐標.進一步對采集的預制件點云數(shù)據(jù)進行接縫中心線提取,提出了一種縫合軌跡及姿態(tài)規(guī)劃算法,采用三次多項式對接縫中心線進行空間曲線擬合,采用最小二乘法對縫合微切平面進行平面擬合,完成機器人操作空間前進矢量及接近矢量的計算.最后,將規(guī)劃結果應用于縫合機器人的離線編程仿真與實驗中.實驗結果表明,該系統(tǒng)精度高,線跡成型良好,可以滿足機器人縫合系統(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)代機電裝備技術重點實驗室(天津工業(yè)大學);
【基金】：國家自然科學基金資助項目(U133128) 天津市科技支撐計劃重點項目(15ZCZDGX00300) 天津市科技計劃項目(14ZCDZGX00802)
【分類號】：TP242

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5 財宣邋Q孟推，

本文編號：2137313