【摘要】：隨著科學(xué)技術(shù)與現(xiàn)代工業(yè)的飛速發(fā)展,機(jī)器人在各個(gè)領(lǐng)域扮演著越來越重要的角色,傳統(tǒng)的機(jī)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(jī)器視覺讓機(jī)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(jī)器人的重要組成部分。具有視覺感知能力的機(jī)器人成為當(dāng)今社會(huì)科研工作者的熱門研究方向。本文對(duì)具有雙目視覺感知的機(jī)器人物品抓取系統(tǒng)進(jìn)行了深入理論研究和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。本文基于Linux開發(fā)環(huán)境,設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了基于雙目視覺感知的物品抓取機(jī)器人系統(tǒng)。嵌入式開發(fā)平臺(tái)通過對(duì)雙目相機(jī)采集的目標(biāo)物體圖像進(jìn)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(jī)械臂的控制端,機(jī)械臂控制機(jī)構(gòu)根據(jù)設(shè)定的機(jī)械臂關(guān)節(jié)調(diào)整策略控制各個(gè)關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)完成對(duì)目標(biāo)物體的抓取作業(yè)。本文研究?jī)?nèi)容主要分為以下三個(gè)方面:(1)研究機(jī)器人的硬件構(gòu)成,完成機(jī)器人的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。主要包括研究機(jī)器人各個(gè)模塊的控制原理與通過相機(jī)標(biāo)定獲取相機(jī)的內(nèi)外參數(shù)與畸變系數(shù)。(2)研究相機(jī)成像模型,完成雙目測(cè)距與手眼關(guān)系標(biāo)定,獲得目標(biāo)物體相對(duì)于機(jī)器人抓取機(jī)構(gòu)的三維坐標(biāo)。首先通過極線約束原理對(duì)相機(jī)進(jìn)行立體校正,使用SGBM算法對(duì)相機(jī)采集的圖像對(duì)進(jìn)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(jī)器人抓取機(jī)構(gòu)的正逆運(yùn)動(dòng)學(xué)問題,設(shè)計(jì)機(jī)械臂關(guān)節(jié)自動(dòng)調(diào)整策略,驗(yàn)證機(jī)械臂的結(jié)構(gòu)合理性。
文內(nèi)圖片：
圖片說明：機(jī)器人實(shí)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(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TP391.41;TP241

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2510639