作為基礎能源的核電事業(yè)在燃料棒組件的生產水平和裝備上相對落后,燃料棒在組裝時會因其細長的結構特征導致組裝任務難以完成,自動組裝的重要方向就是基于視覺對機器人進行優(yōu)化控制,實現自動組裝。機器人視覺伺服是機器人研究領域的一個重要部分,其主要核心是對視覺系統(tǒng)的反饋信息進行處理難點在于建立機器人和視覺系統(tǒng)之間的映射關系。本文以圖像雅可比矩陣描述上述兩者的映射關系,采用雙目固定的相機布置方式,分別以點和角度為圖像特征,組成圖像雅可比矩陣。采用魯棒信息濾波遞推估計算法進行圖像雅可比矩陣的在線辨識更新,主要工作如下:針對燃料棒細長易變形的結構特性,利用Ansys軟件對其進行力學分析,確定最佳夾持位置,設計了一款氣動柔性專用機械手爪及氣動控制回路來實現其抓取任務及裝配作業(yè),避免由于位置坐標誤差、指令出錯等導致裝配任務失敗或引起巨大應力對機器人造成損壞。圖像處理提取點與角度特征時,針對Canny算子的適應性缺陷,無法取得高斯濾波器平滑參數和高低閾值的兼顧問題,采用雙邊濾波代替高斯濾波以增強保邊功能,結合小波變換增強邊緣信息。優(yōu)化的Canny算子在圖像的均值、方差、熵及平均梯度值參數方面加大的改善了圖片質...

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【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 課題背景及研究的目的和意義
        1.1.1 課題背景
        1.1.2 課題研究的目的和意義
    1.2 國內外研究進展
        1.2.1 基于視覺的機器人裝配系統(tǒng)研究現狀
        1.2.2 視覺伺服技術的國內外研究現狀
        1.2.3 機器人無標定視覺伺服的國內外研究現狀
        1.2.4 軟件監(jiān)控平臺的研究現狀
    1.3 國內外文獻綜述的簡析
        1.3.1 基于視覺伺服的裝配機器人控制技術的研究成果
        1.3.2 基于視覺伺服的裝配機器人控制技術存在的問題
    1.4 本文主要研究內容
第2章 核燃料棒組裝系統(tǒng)分析設計
    2.1 引言
    2.2 視覺伺服系統(tǒng)任務描述
    2.3 核燃料棒抓取過程受力分析與仿真
    2.4 手爪功能分析設計與選型
    2.5 氣爪控制回路設計
    2.6 本章小結
第3章 機器人無標定視覺伺服系統(tǒng)的建模與分析
    3.1 引言
    3.2 無標定視覺伺服系統(tǒng)的建模
        3.2.1 圖像雅克比矩陣的模型
        3.2.2 圖像雅克比矩陣的解析表達
        3.2.3 機器人運動模型
    3.3 相機景深與成像精度分析
    3.4 圖像特征的選擇與提取
        3.4.1 點與角度特征的選擇
        3.4.2 圖像特征提取
        3.4.3 圖像處理效果評價
    3.5 本章小結
第4章 基于圖像的機械手無標定視覺伺服控制
    4.1 引言
    4.2 基于魯棒信息濾波的圖像雅克比矩陣實時估計
        4.2.1 標準信息濾波器
        4.2.2 魯棒信息濾波器
    4.3 視覺控制器
    4.4 基于圖像的機械手無標定視覺伺服仿真
        4.4.1 無標定視覺伺服參數準備
        4.4.2 仿真平臺設計
        4.4.3 特征點定位仿真
        4.4.4 角度特征定位仿真
        4.4.5 不同圖像雅克比矩陣估計算法仿真對比
        4.4.6 綜合性能仿真對比實驗
    4.5 本章小結
第5章 無標定視覺伺服平臺開發(fā)及系統(tǒng)精度分析
    5.1 引言
    5.2 無標定視覺伺服軟件平臺的設計實現
    5.3 基于無標定的視覺伺服裝配系統(tǒng)精度分析
        5.3.1 核燃料棒位置檢測精度分析
        5.3.2 核燃料棒姿態(tài)檢測精度分析
    5.4 本章小結
結論
參考文獻
致謝



本文編號：3790080