作為基礎(chǔ)能源的核電事業(yè)在燃料棒組件的生產(chǎn)水平和裝備上相對落后,燃料棒在組裝時(shí)會因其細(xì)長的結(jié)構(gòu)特征導(dǎo)致組裝任務(wù)難以完成,自動組裝的重要方向就是基于視覺對機(jī)器人進(jìn)行優(yōu)化控制,實(shí)現(xiàn)自動組裝。機(jī)器人視覺伺服是機(jī)器人研究領(lǐng)域的一個(gè)重要部分,其主要核心是對視覺系統(tǒng)的反饋信息進(jìn)行處理難點(diǎn)在于建立機(jī)器人和視覺系統(tǒng)之間的映射關(guān)系。本文以圖像雅可比矩陣描述上述兩者的映射關(guān)系,采用雙目固定的相機(jī)布置方式,分別以點(diǎn)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(jì)算法進(jìn)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(xì)長易變形的結(jié)構(gòu)特性,利用Ansys軟件對其進(jìn)行力學(xué)分析,確定最佳夾持位置,設(shè)計(jì)了一款氣動柔性專用機(jī)械手爪及氣動控制回路來實(shí)現(xiàn)其抓取任務(wù)及裝配作業(yè),避免由于位置坐標(biāo)誤差、指令出錯(cuò)等導(dǎo)致裝配任務(wù)失敗或引起巨大應(yīng)力對機(jī)器人造成損壞。圖像處理提取點(diǎn)與角度特征時(shí),針對Canny算子的適應(yīng)性缺陷,無法取得高斯濾波器平滑參數(shù)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(qiáng)保邊功能,結(jié)合小波變換增強(qiáng)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(shù)方面加大的改善了圖片質(zhì)...

【文章頁數(shù)】：78 頁

【學(xué)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(nèi)外研究進(jìn)展
        1.2.1 基于視覺的機(jī)器人裝配系統(tǒng)研究現(xiàn)狀
        1.2.2 視覺伺服技術(shù)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.3 機(jī)器人無標(biāo)定視覺伺服的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.4 軟件監(jiān)控平臺的研究現(xiàn)狀
    1.3 國內(nèi)外文獻(xiàn)綜述的簡析
        1.3.1 基于視覺伺服的裝配機(jī)器人控制技術(shù)的研究成果
        1.3.2 基于視覺伺服的裝配機(jī)器人控制技術(shù)存在的問題
    1.4 本文主要研究內(nèi)容
第2章 核燃料棒組裝系統(tǒng)分析設(shè)計(jì)
    2.1 引言
    2.2 視覺伺服系統(tǒng)任務(wù)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(shè)計(jì)與選型
    2.5 氣爪控制回路設(shè)計(jì)
    2.6 本章小結(jié)
第3章 機(jī)器人無標(biāo)定視覺伺服系統(tǒng)的建模與分析
    3.1 引言
    3.2 無標(biāo)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(dá)
        3.2.3 機(jī)器人運(yùn)動模型
    3.3 相機(jī)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(diǎn)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(jià)
    3.5 本章小結(jié)
第4章 基于圖像的機(jī)械手無標(biāo)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(shí)時(shí)估計(jì)
        4.2.1 標(biāo)準(zhǔn)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(jī)械手無標(biāo)定視覺伺服仿真
        4.4.1 無標(biāo)定視覺伺服參數(shù)準(zhǔn)備
        4.4.2 仿真平臺設(shè)計(jì)
        4.4.3 特征點(diǎn)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(jì)算法仿真對比
        4.4.6 綜合性能仿真對比實(shí)驗(yàn)
    4.5 本章小結(jié)
第5章 無標(biāo)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(biāo)定視覺伺服軟件平臺的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)
    5.3 基于無標(biāo)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(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝



本文編號：3790080