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机床上下料视觉作业引导方法研究

杨子阳  
【摘要】:在机器人作业环境感知系统中,视觉能解析出70%以上环境特征。目前,受到视觉检测技术复杂性、成本和适用性的限制,在机器人作业系统中应用还处于探索和试用阶段。鉴于机床上下料作业环境相对简单,图像解析过程易于实现,并能与机器人控制系统相关联。本文针对机床上下料视觉作业的引导方法开展了研究,主要研究内容和方法如下:(1)根据生产加工的工艺特性,机床上下料作业系统的整体布局,以及作业环境视野条件,本文开展了图像传感器位置选择,光源配置,以及与末端执行器相融性等技术问题的研究,从而提高整个系统的灵活性,希望系统在最小的工作空间内发挥最高效率。(2)为了确定机器人作业与图像采集系统之间坐标转换关系,本文运用D-H参数法,建立机械手模型以及图像应用坐标系,借助模型进行机械手的正逆解分析,得到不同工件位姿间的转换关系。(3)使用张正友教授提出的相机标定方法,对本系统中相机进行标定;为减小噪声对处理结果的影响,采用中值滤波对获取的图像进行平滑处理和增强处理,使用自动阈值检测法和Canny算法,获取图像边缘特性;再通过面积检测和角点特征分析,采用霍夫变换相结合的方法,确定目标形状;最后,计算形心得到图像中心位置。(4)使用MATLAB软件,拟合机械手上下料路径,通过分析仿真,得到一个高效率高稳定性的路径;根据已获取路径的模拟实验,验证仿真结果的正确性。


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