相機(jī)與工業(yè)機(jī)器人的結(jié)合使得工業(yè)機(jī)器人能夠更直觀地獲取環(huán)境信息,視覺(jué)傳感器的進(jìn)步和圖像處理技術(shù)的發(fā)展極大地?cái)U(kuò)大了工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用場(chǎng)景。目前,工業(yè)機(jī)器人主要依靠示教方式完成裝配作業(yè)和軌跡規(guī)劃,這種方式嚴(yán)格限定了目標(biāo)工件的位姿,通常應(yīng)用在大批量工業(yè)化生產(chǎn)模式中。隨著物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展,小批量定制化的柔性生產(chǎn)線將成為未來(lái)工廠的發(fā)展趨勢(shì),無(wú)額外傳感器的工業(yè)機(jī)器人將難以勝任。本文以單目相機(jī)和工業(yè)機(jī)器人作為研究對(duì)象,在相機(jī)與工業(yè)機(jī)器人坐標(biāo)轉(zhuǎn)換、工件角點(diǎn)識(shí)別以及相機(jī)位姿估計(jì)等領(lǐng)域進(jìn)行了探索,并演示了單目視覺(jué)定位方法在機(jī)器人裝配實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用,目標(biāo)工件無(wú)需人工合作點(diǎn),驗(yàn)證了單目視覺(jué)定位的可行性。首先,建立了工業(yè)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)模型和相機(jī)模型。采用齊次變換矩陣和D-H參數(shù)法建立了SR10C工業(yè)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型,推導(dǎo)出機(jī)器人的正運(yùn)動(dòng)學(xué)方程。接著建立相機(jī)的中心透視投影模型,詳細(xì)分析了相機(jī)標(biāo)定原理和畸變?cè)?采用張正友標(biāo)定法對(duì)相機(jī)的內(nèi)參數(shù)進(jìn)行了標(biāo)定,得到相機(jī)的內(nèi)參數(shù)矩陣。利用上述建立的機(jī)器人模型和相機(jī)模型,建立了手眼標(biāo)定的模型,采用手眼標(biāo)定算法計(jì)算了機(jī)器人與相機(jī)模型之間的變換矩陣,并研究了手眼標(biāo)定狀態(tài)數(shù)與標(biāo)定誤差之間的關(guān)... 

【文章來(lái)源】：大連理工大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：83 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 課題研究背景及意義
    1.2 基于視覺(jué)定位的機(jī)器人裝配研究現(xiàn)狀
        1.2.1 視覺(jué)定位與機(jī)器人裝配的研究現(xiàn)狀
        1.2.2 相機(jī)位姿估計(jì)的研究現(xiàn)狀
    1.3 本文的主要研究?jī)?nèi)容
2 SR10C工業(yè)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)模型與RealSense相機(jī)模型
    2.1 SR10C工業(yè)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)分析
        2.1.1 工業(yè)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)模型
        2.1.2 工業(yè)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)正解
    2.2 RealSense相機(jī)模型構(gòu)建與參數(shù)標(biāo)定
        2.2.1 透視投影模型
        2.2.2 相機(jī)畸變模型
        2.2.3 相機(jī)參數(shù)標(biāo)定方法
    2.3 手眼標(biāo)定
        2.3.1 手眼系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型
        2.3.2 手眼標(biāo)定實(shí)驗(yàn)
    2.4 本章小結(jié)
3 基于輪廓特征的典型工件角點(diǎn)識(shí)別
    3.1 典型工件
    3.2 基于輪廓特征的典型工件角點(diǎn)識(shí)別
        3.2.1 濾波與邊緣檢測(cè)
        3.2.2 直線擬合與篩選
        3.2.3 工件角點(diǎn)篩選
    3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
        3.3.1 角點(diǎn)識(shí)別實(shí)驗(yàn)
        3.3.2 角點(diǎn)識(shí)別誤差分析
    3.4 本章小結(jié)
4 基于SoftOI算法的相機(jī)位姿估計(jì)
    4.1 SoftOI算法
        4.1.1 空間共線性誤差
        4.1.2 距離矩陣與匹配矩陣
        4.1.3 匹配評(píng)價(jià)函數(shù)
        4.1.4 改進(jìn)的正交迭代算法
    4.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
        4.2.1 數(shù)據(jù)仿真實(shí)驗(yàn)
        4.2.2 真實(shí)圖像實(shí)驗(yàn)
    4.3 本章小結(jié)
5 工業(yè)機(jī)器人定位實(shí)驗(yàn)
    5.1 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)及系統(tǒng)組成
    5.2 機(jī)器人基于典型工件的定位演示
    5.3 工業(yè)機(jī)器人定位實(shí)驗(yàn)分析
    5.4 單目相機(jī)定位在機(jī)器人裝配中的應(yīng)用
    5.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[5]基于點(diǎn)對(duì)應(yīng)的相機(jī)姿態(tài)估計(jì)算法性能評(píng)價(jià)[J]. 劉進(jìn)博,郭鵬宇,李鑫,張小虎.  光學(xué)學(xué)報(bào). 2016(05)
[6]基于六維力傳感器的工業(yè)機(jī)器人末端負(fù)載受力感知研究[J]. 張立建,胡瑞欽,易旺民.  自動(dòng)化學(xué)報(bào). 2017(03)
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[8]基于質(zhì)點(diǎn)系運(yùn)動(dòng)原理的像機(jī)位姿估計(jì)算法[J]. 陳鵬,胡廣大,閆桂榮.  光學(xué)學(xué)報(bào). 2014(01)
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[10]基于機(jī)器視覺(jué)的微小型零件測(cè)量與裝配控制[J]. 王曉東,宋洪俠,劉超,羅怡.  哈爾濱工程大學(xué)學(xué)報(bào). 2011(09)

博士論文
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碩士論文
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[2]搬運(yùn)裝配機(jī)器人視覺(jué)引導(dǎo)智能作業(yè)系統(tǒng)與應(yīng)用軟件開(kāi)發(fā)[D]. 盧張俊.東南大學(xué) 2017
[3]裝配機(jī)器人視覺(jué)系統(tǒng)應(yīng)用與軟件開(kāi)發(fā)[D]. 傅華強(qiáng).東南大學(xué) 2016
[4]飛機(jī)部件軸孔柔順裝配系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究[D]. 李裕超.浙江大學(xué) 2016
[5]基于視覺(jué)機(jī)器人的直插元件的自動(dòng)裝配技術(shù)研究[D]. 鄒修功.電子科技大學(xué) 2016
[6]機(jī)器視覺(jué)在工業(yè)機(jī)器人抓取技術(shù)中的應(yīng)用[D]. 朱良.中國(guó)科學(xué)院研究生院(沈陽(yáng)計(jì)算技術(shù)研究所) 2016
[7]基于視覺(jué)/力傳感器的機(jī)器人柔順裝配技術(shù)研究[D]. 李海龍.燕山大學(xué) 2014
[8]基于單目視覺(jué)的機(jī)器人定位技術(shù)研究[D]. 梁利嘉.燕山大學(xué) 2014
[9]仿人智能機(jī)械手孔軸裝配無(wú)標(biāo)定視覺(jué)伺服研究[D]. 邱靜.重慶大學(xué) 2014
[10]基于單目視覺(jué)的定位系統(tǒng)研究[D]. 張治國(guó).華中科技大學(xué) 2009



本文編號(hào)：3532028