【摘要】：隨著科學(xué)技術(shù)與現(xiàn)代工業(yè)的飛速發(fā)展,機器人在各個領(lǐng)域扮演著越來越重要的角色,傳統(tǒng)的機器人適應(yīng)與感知環(huán)境能力較弱,已不能滿足人類的需求。近年來,視覺技術(shù)的發(fā)展日新月異,機器視覺讓機器人擁有了更加智能的環(huán)境適應(yīng)能力,視覺系統(tǒng)以及視覺感知技術(shù)成為智能機器人的重要組成部分。具有視覺感知能力的機器人成為當(dāng)今社會科研工作者的熱門研究方向。本文對具有雙目視覺感知的機器人物品抓取系統(tǒng)進行了深入理論研究和實驗驗證。本文基于Linux開發(fā)環(huán)境,設(shè)計實現(xiàn)了基于雙目視覺感知的物品抓取機器人系統(tǒng)。嵌入式開發(fā)平臺通過對雙目相機采集的目標(biāo)物體圖像進行處理,獲得目標(biāo)物體的空間三維坐標(biāo)信息,并傳遞至機械臂的控制端,機械臂控制機構(gòu)根據(jù)設(shè)定的機械臂關(guān)節(jié)調(diào)整策略控制各個關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動完成對目標(biāo)物體的抓取作業(yè)。本文研究內(nèi)容主要分為以下三個方面:(1)研究機器人的硬件構(gòu)成,完成機器人的結(jié)構(gòu)設(shè)計。主要包括研究機器人各個模塊的控制原理與通過相機標(biāo)定獲取相機的內(nèi)外參數(shù)與畸變系數(shù)。(2)研究相機成像模型,完成雙目測距與手眼關(guān)系標(biāo)定,獲得目標(biāo)物體相對于機器人抓取機構(gòu)的三維坐標(biāo)。首先通過極線約束原理對相機進行立體校正,使用SGBM算法對相機采集的圖像對進立體匹配,經(jīng)深度恢復(fù)與手眼關(guān)系標(biāo)定,得到目標(biāo)物體空間三維坐標(biāo)。(3)研究機器人抓取機構(gòu)的正逆運動學(xué)問題,設(shè)計機械臂關(guān)節(jié)自動調(diào)整策略,驗證機械臂的結(jié)構(gòu)合理性。
文內(nèi)圖片：
圖片說明：機器人實物圖
[Abstract]:With the rapid development of science and technology and modern industry, the robot plays a more and more important role in various fields. In recent years, the development of vision technology is changing with each passing day, and the machine vision has made the robot more intelligent, and the vision system and the visual perception technology become an important part of the intelligent robot. The robot with the ability of visual perception becomes the hot research direction of the researchers in the present society. In this paper, an in-depth theoretical research and experimental verification of a robot article grasping system with binocular vision perception is carried out. In this paper, based on the development environment of Linux, the robot system based on binocular vision perception is designed. the embedded development platform processes the target object image acquired by the binocular camera, obtains the spatial three-dimensional coordinate information of the target object, and transmits the space three-dimensional coordinate information to the control end of the mechanical arm, And the mechanical arm control mechanism controls each joint rotation to finish the grabbing operation on the target object according to the set mechanical arm joint adjustment strategy. The content of this paper is mainly divided into the following three aspects: (1) The hardware structure of the research robot is studied, and the structure design of the robot is completed. The control principle of each module of the robot is mainly studied, and the internal and external parameters and the distortion coefficient of the camera are obtained by the camera calibration. And (2) the camera imaging model is researched, the binocular distance measurement and the hand-eye relation calibration are finished, and the three-dimensional coordinates of the target object with respect to the robot gripping mechanism are obtained. Firstly, the camera is subjected to three-dimensional correction through a polar line constraint principle, the image acquired by the camera is matched with the stereo matching by using the SGBM algorithm, and the three-dimensional coordinate of the target object space is obtained through the depth recovery and the hand-eye relation calibration. (3) To study the inverse kinematics problem of the robot grasping mechanism, and to design the automatic adjustment strategy of the mechanical arm joint to verify the structural rationality of the mechanical arm.
【學(xué)位授予單位】：蘭州理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TP391.41;TP241

【參考文獻】

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1 張雨辰;鄧華;段小剛;;基于雙目視覺的六自由度仿人手抓取目標(biāo)定位研究[J];機電信息;2017年03期

2 周霏;陳富林;沈金龍;楊杏;;基于MATLAB的四自由度機械臂運動學(xué)仿真研究[J];機械制造與自動化;2016年01期

3 曾友;高健;岑譽;;視覺技術(shù)的中心定位誤差方法研究[J];計算機仿真;2015年07期

4 趙瑞林;盧慶林;張順星;;教學(xué)型雙足步行機器人的結(jié)構(gòu)及其控制電路設(shè)計[J];計算技術(shù)與自動化;2014年02期

5 劉書桂;姜珍珠;董英華;張宏玲;;采用移動光靶標(biāo)的分區(qū)域相機標(biāo)定[J];光學(xué)精密工程;2014年02期

6 范瑞瑤;李騰龍;周碧菡;;基于藍牙技術(shù)的智能防丟失U盤設(shè)計[J];軟件;2013年09期

7 范路橋;段班祥;周文瓊;姚錫凡;;基于計算機雙目立體視覺的排爆機器人自動抓取的研究和實現(xiàn)[J];計算機與現(xiàn)代化;2013年08期

8 潘磊;錢煒;張志艷;祁秋艷;;四自由度機械臂運動學(xué)分析及Matlab仿真[J];機械科學(xué)與技術(shù);2013年03期

9 劉志忠;柳洪義;羅忠;張秀珩;;機器人工作空間求解的蒙特卡洛法改進[J];農(nóng)業(yè)機械學(xué)報;2013年01期

10 楊紅;;基于單片機的電機控制系統(tǒng)研究[J];煤炭技術(shù);2012年09期

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1 楊揚;基于機器視覺的服務(wù)機器人智能抓取研究[D];上海交通大學(xué);2014年

2 羅桂娥;雙目立體視覺深度感知與三維重建若干問題研究[D];中南大學(xué);2012年

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1 劉念;基于視覺機器人的目標(biāo)定位技術(shù)研究[D];華南農(nóng)業(yè)大學(xué);2016年

2 郭哲;雙目測距機器人的研究[D];蘭州理工大學(xué);2016年

3 王朋強;基于雙目視覺的機械臂目標(biāo)定位與抓取[D];天津工業(yè)大學(xué);2016年

4 羅靜云;一種基于人眼定位的單目測距方法[D];深圳大學(xué);2015年

5 周霏;四自由度關(guān)節(jié)機械臂運動仿真研究[D];南京航空航天大學(xué);2015年

6 鄭大明;基于單片機的智能玩具小車的設(shè)計[D];電子科技大學(xué);2014年

7 劉俊龍;機械臂的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)自適應(yīng)終端滑�？刂蒲芯縖D];東北大學(xué);2014年

8 王鵬月;基于雙目視覺的機械臂伺服系統(tǒng)的研究[D];內(nèi)蒙古科技大學(xué);2013年

9 王杰;視頻流中人體的檢測與分離[D];西安電子科技大學(xué);2013年

10 余俊;基于雙目視覺的機器人目標(biāo)檢測與控制研究[D];北京交通大學(xué);2011年

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本文編號：2510639