面向機器人作業(yè)的視覺系統(tǒng)軟件開發(fā)與應用
發(fā)布時間：2021-08-04 07:19
隨著機器人技術的快速發(fā)展,在工業(yè)生產中應用機器人已成為提高生產效率的重要選擇,視覺技術是提高機器人對環(huán)境的感知能力和應用的智能化水平的主要手段之一,應用視覺功能軟件對于提高機器人作業(yè)的自動化程度具有重要意義。本文結合典型機器人作業(yè)的視覺功能需求,系統(tǒng)地研究了面向機器人作業(yè)的視覺軟件的開發(fā)與應用。典型機器人作業(yè)根據(jù)視覺系統(tǒng)和機器人控制器是否有交互可以分為非交互式作業(yè)和交互式作業(yè)。本文結合以巡檢作業(yè)為典例的非交互式作業(yè)需要,基于OpenCV實現(xiàn)巡檢視覺功能;圍繞以搬運與裝配作業(yè)為典例的交互式作業(yè)需求,基于OpenCV和Qt進行視覺軟件的設計與開發(fā)。通過巡檢視覺功能的實現(xiàn)與視覺軟件的開發(fā)應用,有效地提高了典型機器人作業(yè)的智能化程度。本文首先綜述了機器人視覺和機器視覺軟件應用與發(fā)展的國內外研究現(xiàn)狀,分析了典型機器人作業(yè)的視覺功能需求,給出了機器人視覺系統(tǒng)架構,說明了硬件平臺中相機、鏡頭的選型過程,闡述了軟件設計方案。接著結合視覺功能需求,討論了機器人視覺軟件基本算法的原理與設計,分析了相機幾何模型,論述了相機參數(shù)標定和“眼在手上”手眼標定方法,以及模板匹配、物體分類識別和平面測量等算法。然后分...
【文章來源】：東南大學江蘇省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：107 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
新西蘭電網公司研制的巡檢機器人
圖 1-1 新西蘭電網公司研制的巡檢機器人Pieters 論述了基于視覺反饋的機器人控制方法[12]，介紹了多種應用場景下需要用到的機器人視覺技術，探討了室內環(huán)境中基于視覺技術的物體識別和定位方法、工業(yè)中機器人自動化作業(yè)中的視覺伺服技術和運動物體的軌跡跟蹤等應用。PJ Tarwadi 等人討論了基于視覺的物體抓取和放置方法[13]，設計了物體自動抓取系統(tǒng)，實現(xiàn)對不同顏色、不同種類的物體進行分類識別，然后基于視覺引導的方法利用機器人機械臂抓取物體，分類放置。C Theoharatos 等人研究了基于視覺引導的機械臂搬運作業(yè)[14]，分析了不同類型的物體分類識別方法，研究了工業(yè)現(xiàn)場配件的精確定位、抓取和放置策略，設計了機器人視覺系統(tǒng)，有效提高了機器人末端執(zhí)行器完成抓取放置作業(yè)的精度。KUKA 與波爾自動化公司（Boll Automation）合作為戴姆勒商用汽車公司研發(fā)了一套自動化解決方案[15]，在機器人拾取作業(yè)中，利用一臺 KUKA KR QUANTEC 機器人與波爾自動化公司視覺系統(tǒng) Binspect 共同合作，優(yōu)化了制造軸的軸管的取出操作，如圖 1-2 所示。ABB[16]單臂機器人基于視覺技術用于小型零件的裝配任務，如圖 1-3 所示，對位置和方向不確定的零件進行識別定位，抓取零件后對齊裝配到工件的孔位中，提高了生產效率。結合視覺技術，使得機器人作業(yè)更加快速精確。
圖 1-1 新西蘭電網公司研制的巡檢機器人Pieters 論述了基于視覺反饋的機器人控制方法[12]，介紹了多種應用場景下需要用到的機器人視覺技術，探討了室內環(huán)境中基于視覺技術的物體識別和定位方法、工業(yè)中機器人自動化作業(yè)中的視覺伺服技術和運動物體的軌跡跟蹤等應用。PJ Tarwadi 等人討論了基于視覺的物體抓取和放置方法[13]，設計了物體自動抓取系統(tǒng)，實現(xiàn)對不同顏色、不同種類的物體進行分類識別，然后基于視覺引導的方法利用機器人機械臂抓取物體，分類放置。C Theoharatos 等人研究了基于視覺引導的機械臂搬運作業(yè)[14]，分析了不同類型的物體分類識別方法，研究了工業(yè)現(xiàn)場配件的精確定位、抓取和放置策略，設計了機器人視覺系統(tǒng)，有效提高了機器人末端執(zhí)行器完成抓取放置作業(yè)的精度。KUKA 與波爾自動化公司（Boll Automation）合作為戴姆勒商用汽車公司研發(fā)了一套自動化解決方案[15]，在機器人拾取作業(yè)中，利用一臺 KUKA KR QUANTEC 機器人與波爾自動化公司視覺系統(tǒng) Binspect 共同合作，優(yōu)化了制造軸的軸管的取出操作，如圖 1-2 所示。ABB[16]單臂機器人基于視覺技術用于小型零件的裝配任務，如圖 1-3 所示，對位置和方向不確定的零件進行識別定位，抓取零件后對齊裝配到工件的孔位中，提高了生產效率。結合視覺技術，使得機器人作業(yè)更加快速精確。
本文編號：3321274
【文章來源】：東南大學江蘇省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：107 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
新西蘭電網公司研制的巡檢機器人
圖 1-1 新西蘭電網公司研制的巡檢機器人Pieters 論述了基于視覺反饋的機器人控制方法[12]，介紹了多種應用場景下需要用到的機器人視覺技術，探討了室內環(huán)境中基于視覺技術的物體識別和定位方法、工業(yè)中機器人自動化作業(yè)中的視覺伺服技術和運動物體的軌跡跟蹤等應用。PJ Tarwadi 等人討論了基于視覺的物體抓取和放置方法[13]，設計了物體自動抓取系統(tǒng)，實現(xiàn)對不同顏色、不同種類的物體進行分類識別，然后基于視覺引導的方法利用機器人機械臂抓取物體，分類放置。C Theoharatos 等人研究了基于視覺引導的機械臂搬運作業(yè)[14]，分析了不同類型的物體分類識別方法，研究了工業(yè)現(xiàn)場配件的精確定位、抓取和放置策略，設計了機器人視覺系統(tǒng)，有效提高了機器人末端執(zhí)行器完成抓取放置作業(yè)的精度。KUKA 與波爾自動化公司（Boll Automation）合作為戴姆勒商用汽車公司研發(fā)了一套自動化解決方案[15]，在機器人拾取作業(yè)中，利用一臺 KUKA KR QUANTEC 機器人與波爾自動化公司視覺系統(tǒng) Binspect 共同合作，優(yōu)化了制造軸的軸管的取出操作，如圖 1-2 所示。ABB[16]單臂機器人基于視覺技術用于小型零件的裝配任務，如圖 1-3 所示，對位置和方向不確定的零件進行識別定位，抓取零件后對齊裝配到工件的孔位中，提高了生產效率。結合視覺技術，使得機器人作業(yè)更加快速精確。
圖 1-1 新西蘭電網公司研制的巡檢機器人Pieters 論述了基于視覺反饋的機器人控制方法[12]，介紹了多種應用場景下需要用到的機器人視覺技術，探討了室內環(huán)境中基于視覺技術的物體識別和定位方法、工業(yè)中機器人自動化作業(yè)中的視覺伺服技術和運動物體的軌跡跟蹤等應用。PJ Tarwadi 等人討論了基于視覺的物體抓取和放置方法[13]，設計了物體自動抓取系統(tǒng)，實現(xiàn)對不同顏色、不同種類的物體進行分類識別，然后基于視覺引導的方法利用機器人機械臂抓取物體，分類放置。C Theoharatos 等人研究了基于視覺引導的機械臂搬運作業(yè)[14]，分析了不同類型的物體分類識別方法，研究了工業(yè)現(xiàn)場配件的精確定位、抓取和放置策略，設計了機器人視覺系統(tǒng)，有效提高了機器人末端執(zhí)行器完成抓取放置作業(yè)的精度。KUKA 與波爾自動化公司（Boll Automation）合作為戴姆勒商用汽車公司研發(fā)了一套自動化解決方案[15]，在機器人拾取作業(yè)中，利用一臺 KUKA KR QUANTEC 機器人與波爾自動化公司視覺系統(tǒng) Binspect 共同合作，優(yōu)化了制造軸的軸管的取出操作，如圖 1-2 所示。ABB[16]單臂機器人基于視覺技術用于小型零件的裝配任務，如圖 1-3 所示，對位置和方向不確定的零件進行識別定位，抓取零件后對齊裝配到工件的孔位中，提高了生產效率。結合視覺技術，使得機器人作業(yè)更加快速精確。
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