隨著工業(yè)生產(chǎn)中自動化水平的提高,對系統(tǒng)智能化、柔性化提出了更高的要求。工業(yè)機器人因具有持久穩(wěn)定的重復(fù)執(zhí)行動作的特點,作為執(zhí)行機構(gòu)被廣泛使用。傳統(tǒng)的工業(yè)機器人應(yīng)用通過示教編程方式運行,無法感知環(huán)境變化自動調(diào)整運動軌跡,不能充分發(fā)揮工業(yè)機器人多維、靈活的特點。本文根據(jù)機器人抓取和裝配任務(wù)需求,將工業(yè)機器人與攝像機和力傳感器結(jié)合使用,研究了基于雙目視覺技術(shù)引導(dǎo)機器人對空間任意位姿工件抓取,基于力控技術(shù)調(diào)整機器人裝配過程1姿態(tài),并通過搭建實驗平臺,實現(xiàn)對空間中工件的抓取和軸孔柔順裝配。論文主要研究內(nèi)容如下:（1）對攝像機線性成像模型和雙目視覺原理進行了研究,建立了攝像機坐標系與空間點對應(yīng)關(guān)系的數(shù)學模型。通過對攝像機標定和手眼標定,將空間點與攝像機、攝像機與機器人建立數(shù)值對應(yīng)關(guān)系,并對雙目視覺系統(tǒng)采集到的圖像進行預(yù)處理和校正,降低系統(tǒng)噪聲和設(shè)備位置誤差的影響。（2）研究立體匹配的原理和方法,使用基于區(qū)域的立體匹配算法并進行了優(yōu)化,獲得圖像對的匹配點,根據(jù)三維重構(gòu)原理對匹配點進行三維重構(gòu),獲得了工件表面的三維信息。根據(jù)工件特征,對工件進行空間位姿估計,得到工件相對于攝像機的空間位姿。（3）設(shè)計并實... 

【文章來源】：機械科學研究總院北京市

【文章頁數(shù)】：82 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 引言
    1.2 課題研究背景
    1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.3.1 視覺定位研究現(xiàn)狀
        1.3.2 柔順裝配研究現(xiàn)狀
    1.4 課題研究內(nèi)容及研究意義
        1.4.1 研究對象
        1.4.2 課題研究內(nèi)容
        1.4.3 課題研究意義
第2章 雙目視覺系統(tǒng)工件定位研究
    2.1 引言
    2.2 攝像機成像模型與雙目立體視覺原理
        2.2.1 攝像機線性模型
        2.2.2 攝像機模型中坐標系的定義與轉(zhuǎn)換
        2.2.3 雙目立體視覺原理
    2.3 視覺系統(tǒng)標定
        2.3.1 攝像機標定方法
        2.3.2 雙目標定原理
        2.3.3 手眼標定
        2.3.4 標定實驗
    2.4 圖像預(yù)處理與圖像矯正
        2.4.1 圖像濾波
        2.4.2 圖像立體校正
    2.5 立體匹配與三維重構(gòu)
        2.5.1 立體匹配算法分析
        2.5.2 立體匹配算法
        2.5.3 雙目立體匹配實驗
        2.5.4 三維重構(gòu)
    2.6 工件空間位姿定位方法
        2.6.1 虛擬攝像機坐標系建立
        2.6.2 圓面空間定位
        2.6.3 雙目視覺系統(tǒng)空間圓位姿確定
        2.6.4 工件空間位姿定位實驗
    2.7 小結(jié)
第3章 柔順裝配系統(tǒng)
    3.1 引言
    3.2 軸孔裝配分析
        3.2.1 軸孔裝配模型
        3.2.2 軸孔裝配的力學分析
    3.3 六維力傳感器重力補償算法
        3.3.1 力傳感器重力補償算法原理
        3.3.2 力矩補償算法原理
        3.3.3 力傳感器初始值及重力補償過程
        3.3.4 重力補償算法實驗驗證
    3.4 主動柔順裝配控制算法
        3.4.1 主動柔順控制算法介紹
        3.4.2 阻抗控制原理及誤差分析
    3.5 自適應(yīng)控制算法
        3.5.1 自適應(yīng)控制算法原理
        3.5.2 自適應(yīng)阻抗控制算法
    3.6 仿真與分析
    3.7 小結(jié)
第4章 系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)
    4.1 引言
    4.2 系統(tǒng)總體設(shè)計與關(guān)鍵零部件選型
        4.2.1 系統(tǒng)總體設(shè)計
        4.2.2 零部件選型
        4.2.3 雙目視覺系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計
    4.3 系統(tǒng)通信與工作流程
        4.3.1 系統(tǒng)通信方案
        4.3.2 系統(tǒng)工作流程
    4.4 系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)及開發(fā)
        4.4.1 系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計
        4.4.2 參數(shù)設(shè)置模塊開發(fā)
        4.4.3 通信任務(wù)模塊開發(fā)
        4.4.4 視覺定位模塊工作流程
        4.4.5 力控任務(wù)模塊工作流程
        4.4.6 人機交互模塊開發(fā)
    4.5 系統(tǒng)綜合實驗
        4.5.1 力控示教實驗
        4.5.2 軸孔裝配實驗
    4.6 小結(jié)
第5章 總結(jié)與展望
    5.1 總結(jié)
    5.2 展望
參考文獻
致謝
在學期間發(fā)表的學術(shù)論文和參加科研情況


【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
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[5]ABB工業(yè)機器人網(wǎng)絡(luò)集成控制系統(tǒng)研究[D]. 孫志偉.燕山大學 2017
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[7]裝配機器人作業(yè)過程控制系統(tǒng)應(yīng)用與軟件開發(fā)[D]. 趙敏.東南大學 2016
[8]六自由度機械臂阻抗控制方法研究[D]. 謝心如.哈爾濱工程大學 2016
[9]基于視覺/力傳感器的機器人柔順裝配技術(shù)研究[D]. 李海龍.燕山大學 2014
[10]基于力傳感器的工業(yè)機器人主動柔順裝配系統(tǒng)研究[D]. 林君健.華南理工大學 2013



本文編號：3644919