發(fā)布時間：2018-03-13 08:39

  本文選題：搬運機器人　切入點：相機標定　出處：《合肥工業(yè)大學》2017年碩士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：搬運機器人在工業(yè)生產(chǎn)中應用廣泛,然而傳統(tǒng)的示教方法無法應對需要搬運的物體位姿不定的情況,因此引入視覺技術對目標物體進行識別和定位,引導搬運機器人完成搬運任務。以空調(diào)壓縮機搬運上線為目標任務,研究先后涉及機器人運動學、相機標定與手眼標定、圖像處理與目標識別等方面,最后根據(jù)壓縮機自動搬運上線的任務要求完成基于視覺定位的機器人搬運系統(tǒng)的設計應用。在機器人運動學研究中,以RS50N型六軸工業(yè)機器人為研究對象,分析了該型機器人的結構及基本參數(shù),建立了連桿坐標系,列出相應D-H參數(shù),之后根據(jù)D-H參數(shù)進行了機器人運動學正逆解的求解,為機器人手眼標定和搬運系統(tǒng)正確定位目標提供技術支持。在相機標定研究中,分析了相機基本數(shù)學模型,基于張正友法和MATLAB攝像機標定工具箱進行了相機標定實驗,求取了相機內(nèi)參數(shù)和相應的外參數(shù);在手眼標定研究中,對Eye-in-Hand視覺系統(tǒng)進行了手眼標定研究,推導了手眼標定基本關系式AX=XB,選取基于矩陣直積的方法進行標定矩陣的求解,為減少噪聲影響,進一步研究通過整體最小二乘法實現(xiàn)手眼標定關系矩陣的精確求解,最后通過實驗完成了Eye-in-Hand視覺系統(tǒng)的手眼標定。在圖像處理與目標識別研究中,以MATLAB圖像處理工具箱為平臺,以拍攝的一幅圖像為處理對象,分析研究了圖像預處理、邊緣檢測方法;并針對圖像中的圓形目標物體的識別,提出基于圓Hough變換和最小二乘法相結合的圓形目標檢測定位方法,實驗表明該方法識別效率和定位精度均較高。最后根據(jù)以上研究成果和壓縮機自動搬運上線的任務要求,構建了基于機器視覺和RS50N六軸工業(yè)機器人的壓縮機自動搬運系統(tǒng)。其中,設計并優(yōu)化了機器人末端夾爪機構。經(jīng)實驗驗證該系統(tǒng)能夠出色完成工作任務。
[Abstract]:The robot is widely used in industrial production, but the traditional display can not cope with the need to pose object handling uncertain situation teaching method, so the introduction of visual technology to identify and locate the target object, guided robot handling tasks. By air conditioning compressor on-line handling task as the goal, research has involved the robot kinematics, camera calibration with the hand eye calibration, image processing and target recognition. Finally, based on the compressor automatic handling on-line tasks required to complete the design and application of robot handling system based on visual positioning. In the kinematics of the robot, with RS50N type six axis industrial robot as the research object, analyzes the structure of the robot and basic parameters, establish linkage coordinate system, lists the corresponding D-H parameters, according to the D-H parameters of the robot kinematics inverse solution, for the robot Hand eye calibration and provide technical support for handling system the correct positioning of target. In the research of camera calibration, analysis of the basic mathematical model of the camera, the camera calibration experiment of Zhang's method and MATLAB camera calibration toolbox based on calculated camera parameters and the corresponding parameters; in the study of hand eye calibration, vision system of Eye-in-Hand calibration of hand eye derived hand eye calibration basic formula AX=XB, were selected for the calibration matrix method based on matrix direct product, to reduce noise effects, further research through the overall least squares implementation of hand eye calibration accurate solution matrix, finally completed the Eye-in-Hand calibration of vision system in image processing and hand eye. Study on recognition, using MATLAB image processing toolbox for the platform, in an image taken as treatment object, research the image Preprocessing, edge detection and recognition methods; for a circular object in the image of the proposed circular target detection and localization method of circular Hough transform and least square method based on the combination of experiments show that the method recognition efficiency and positioning accuracy are high. According to the above research results and the compressor on-line automatic handling tasks, automatic construction handling compressor machine vision and RS50N six axis industrial robot system based on the design and optimization of the robot gripper mechanism. The experimental results show that the proposed system can complete work tasks.

【學位授予單位】：合肥工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TP391.41;TP242

【參考文獻】

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本文編號：1605629