邮政分拣线视觉识别系统的研究

发布时间：2017-05-14 07:10

  本文关键词：邮政分拣线视觉识别系统的研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：箱件投递在快递公司的业务中占有很大的比例为了提高邮政自动化水平，本文给出一种基于三维激光扫描仪的箱件分拣系统该系统由测到装置三维激光扫描仪工业机器人计算机控制单元构成，利用点云数据处理技术获取目标物体的几何信息和空间位姿，实现箱件分拣后采用机器人进行自动码垛本文着重研究了点云空间组织方法去除离散点基于曲率的粗配准基于kdtree的ICP精配准技术经过两次配准可以精确求取两个三维扫描仪机器坐标系之间的转换关系，从而使在线求得的目标物体的位姿和几何精度达到规定要求，来保证自动化码垛要求的速度和精度本系统将原有分拣线的条码技术，三维扫描仪技术，机器人技术有效地结合在一起，提高了分拣中心自动化水平，减少了人力搬运成本，避免了搬运中对快件的损害，缩短了分拣中心发货时间三维激光扫描仪技术应用在邮政分拣线上尚属首例，因此本课题的研究具有一定的探索性和创新性 本文以提高邮政箱件分拣自动化水平为目的，以箱件的空间几何信息为研究对象，开展了以下工作 首先，根据实际的分拣中心工作环境，设计了采集点云的系统结构主要解决的问题是三维激光扫描仪机器坐标系之间的坐标转换三维激光扫描仪与机械手坐标系之间的坐标转换以及通过完整的目标点云求取位姿 其次，通过点云数据预处理求解两个三维激光扫描仪之间的坐标转换，使采集到的两片点云拼接成完整的目标点云模型主要研究了散乱点云的邻域建立方法去噪方法点云几何特征求取方法基于曲率的粗配准和基于kdtree的ICP精配准，最终得到扫描仪机器坐标系的转换关系 然后，，利用提取图像最小外接矩形的方法求取目标的姿态和几何尺寸利用规则网格法确定目标的重心 最后，应用MATLAB和C++开发工具，设计并开发了邮政分拣线视觉识别系统并通过实例验证了系统的可行性 将三维激光扫描仪首次应用到邮政分拣线中，获取目标的空间几何信息，有利于码垛的自动化，不仅降低了人力成本，而且缩短了分拣中心的发货时间
【关键词】：邮政分拣 视觉识别 点云
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TP391.41;TH691.5
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-19
• 1.1 课题的研究背景9-10
• 1.1.1 课题的来源9
• 1.1.2 研究背景9-10
• 1.1.3 研究意义及目的10
• 1.2 国内外相关技术的研究现状10-18
• 1.2.1 视觉在分拣线中的研究现状10-12
• 1.2.2 三维激光扫描仪技术的研究现状12-18
• 1.3 本文的主要研究内容18
• 1.4 本章小结18-19
• 第2章 系统的总体设计19-24
• 2.1 系统总体框架19
• 2.2 系统硬件总体结构19-20
• 2.3 系统工作原理20-23
• 2.3.1 三维激光扫描仪原理20-21
• 2.3.2 坐标系转换21-23
• 2.3.3 系统软件的基本流程23
• 2.4 本章小结23-24
• 第3章 点云数据预处理24-48
• 3.1 邻域关系的建立24-33
• 3.1.1 Delaunay 三角剖分24-25
• 3.1.2 规则网格25-26
• 3.1.3 八叉树(octree)26-29
• 3.1.4 kdtree29-31
• 3.1.5 算法评价31-33
• 3.2 点云去噪33-35
• 3.2.1 点云噪声来源及数学模型33
• 3.2.2 点云的去噪方法33-35
• 3.2.3 本文采用的去噪方法35
• 3.3 点云几何特征求取35-41
• 3.3.1 法向量求取36-37
• 3.3.2 曲率求取37-41
• 3.4 点云配准41-47
• 3.4.1 基于曲率特征的粗配准41-44
• 3.4.2 基于 kdtree 的 ICP 配准44-47
• 3.5 本章小结47-48
• 第4章 目标位姿求取48-53
• 4.1 目标物体位置计算48-49
• 4.2 目标物体姿态计算49-52
• 4.3 本章小结52-53
• 第5章 邮政分拣线视觉识别系统的实现53-61
• 5.1 系统概述53
• 5.2 开发环境53-55
• 5.3 系统的实现55-60
• 5.3.1 去噪模块及实验55-56
• 5.3.2 特征求取模块及实验56-57
• 5.3.3 配准模块及实验57-59
• 5.3.4 位姿求取模块及实验59-60
• 5.4 本章小结60-61
• 结论61-62
• 参考文献62-67
• 致谢67

【参考文献】

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本文编号：364501