基于视觉的智能追踪机器人的设计研究

发布时间：2017-10-30 15:12

  本文关键词：基于视觉的智能追踪机器人的设计研究

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【摘要】：机器人由机械机构、驱动装置、检测装置和控制系统等组成,在机器人的控制系统中使用总线技术,使机器人的通讯更加稳定可靠。为了使机器人能够适应外界的环境,机器人应增加对外界的感应能力,而智能视觉的应用可以使得机器人更加适应复杂的外界环境。将视觉技术融合的机器人技术中,使得机器人更加具有智能化。通过视觉可以判断机器人执行动作的完成情况,在控制过程中作为反馈和辅助控制环节。本课题主要对基于视觉的智能追踪机器人进行了研究,简述了机器人及机器视觉的发展现状,并讨论了其在工业中的应用。本课题建立了智能机器人全向运动平台和机械臂系统,对移动平台进行了分析,建立了运动学方程,同时使用D-H参数的方法对机械臂进行了运动学分析,建立了机械臂的正逆运动学模型。针对运动平台和机械臂进行了机器人的整体运动及路径的规划研究。研究了Kinect工作原理,完成了基于Kinect的视觉系统的设计和机器人控制系统的设计,包括软、硬件的设计和总线通讯模块的设计,研究了机器人的控制算法。实验结果表明,基于视觉的智能追踪机器人能够完成移动平台追踪运动、机械臂的控制和机器人的视觉追踪等预定的任务。
【关键词】：移动平台 现场总线 机械臂 机器人 机器视觉
【学位授予单位】：青岛科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP242
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-7
• 1 绪论7-15
• 1.1 引言7-8
• 1.2 智能机器人的研究现状8-9
• 1.3 智能机器人的一般组成9-10
• 1.4 现场总线的概念及其发展10-11
• 1.5 机器视觉的概念与应用11-12
• 1.6 机器视觉的研究现状12-13
• 1.7 课题背景和主要内容及章节13-15
• 2 机器人系统的建立及运动学分析15-33
• 2.1 引言15-16
• 2.2 机器人的搭建16-21
• 2.2.1 机器人平台的搭建方案16-19
• 2.2.2 系统硬件的设计19-21
• 2.3 机器人移动平台的运动分析21-24
• 2.4 机械臂的运动分析24-32
• 2.4.1 正运动学分析24-27
• 2.4.2 逆运动学分析27-30
• 2.4.3 机器人的运动学仿真30-32
• 2.5 本章小结32-33
• 3 视觉系统的设计33-41
• 3.1 引言33
• 3.2 机器视觉系统的工作原理33-35
• 3.3 视觉系统的设计概述35-37
• 3.4 机器人视觉的分析37-39
• 3.4.1 机器人的手眼标定37-38
• 3.4.2 人体骨骼识别与追踪38
• 3.4.3 物体的识别与追踪38-39
• 3.5 视觉系统的测试实验39-40
• 3.6 本章小结40-41
• 4 基于视觉的智能追踪机器人的设计41-54
• 4.1 引言41-42
• 4.2 控制系统的软件设计42-48
• 4.2.1 下位机的软件设计43-46
• 4.2.2 上位机的软件设计46-48
• 4.3 机器人的总线通讯48-50
• 4.4 机器人的组成50-51
• 4.5 机器人整体运动分析及路径规划51-53
• 4.6 本章小结53-54
• 5 实验与分析54-63
• 5.1 引言54
• 5.2 模块实验验证54-59
• 5.2.1 移动平台的测试54-57
• 5.2.2 机械臂的实验57-58
• 5.2.3 视觉追踪实验58-59
• 5.3 机器人搬运与人体追踪联合实验59-62
• 5.4 本章小结62-63
• 总结与展望63-64
• 参考文献64-69
• 致谢69-70
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文70-71

【参考文献】

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本文编号：1118144