面向机器人作业的视觉系统软件开发与应用
发布时间：2021-08-04 07:19
随着机器人技术的快速发展,在工业生产中应用机器人已成为提高生产效率的重要选择,视觉技术是提高机器人对环境的感知能力和应用的智能化水平的主要手段之一,应用视觉功能软件对于提高机器人作业的自动化程度具有重要意义。本文结合典型机器人作业的视觉功能需求,系统地研究了面向机器人作业的视觉软件的开发与应用。典型机器人作业根据视觉系统和机器人控制器是否有交互可以分为非交互式作业和交互式作业。本文结合以巡检作业为典例的非交互式作业需要,基于OpenCV实现巡检视觉功能;围绕以搬运与装配作业为典例的交互式作业需求,基于OpenCV和Qt进行视觉软件的设计与开发。通过巡检视觉功能的实现与视觉软件的开发应用,有效地提高了典型机器人作业的智能化程度。本文首先综述了机器人视觉和机器视觉软件应用与发展的国内外研究现状,分析了典型机器人作业的视觉功能需求,给出了机器人视觉系统架构,说明了硬件平台中相机、镜头的选型过程,阐述了软件设计方案。接着结合视觉功能需求,讨论了机器人视觉软件基本算法的原理与设计,分析了相机几何模型,论述了相机参数标定和“眼在手上”手眼标定方法,以及模板匹配、物体分类识别和平面测量等算法。然后分...
【文章来源】：东南大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：107 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
新西兰电网公司研制的巡检机器人
图 1-1 新西兰电网公司研制的巡检机器人Pieters 论述了基于视觉反馈的机器人控制方法[12]，介绍了多种应用场景下需要用到的机器人视觉技术，探讨了室内环境中基于视觉技术的物体识别和定位方法、工业中机器人自动化作业中的视觉伺服技术和运动物体的轨迹跟踪等应用。PJ Tarwadi 等人讨论了基于视觉的物体抓取和放置方法[13]，设计了物体自动抓取系统，实现对不同颜色、不同种类的物体进行分类识别，然后基于视觉引导的方法利用机器人机械臂抓取物体，分类放置。C Theoharatos 等人研究了基于视觉引导的机械臂搬运作业[14]，分析了不同类型的物体分类识别方法，研究了工业现场配件的精确定位、抓取和放置策略，设计了机器人视觉系统，有效提高了机器人末端执行器完成抓取放置作业的精度。KUKA 与波尔自动化公司（Boll Automation）合作为戴姆勒商用汽车公司研发了一套自动化解决方案[15]，在机器人拾取作业中，利用一台 KUKA KR QUANTEC 机器人与波尔自动化公司视觉系统 Binspect 共同合作，优化了制造轴的轴管的取出操作，如图 1-2 所示。ABB[16]单臂机器人基于视觉技术用于小型零件的装配任务，如图 1-3 所示，对位置和方向不确定的零件进行识别定位，抓取零件后对齐装配到工件的孔位中，提高了生产效率。结合视觉技术，使得机器人作业更加快速精确。
图 1-1 新西兰电网公司研制的巡检机器人Pieters 论述了基于视觉反馈的机器人控制方法[12]，介绍了多种应用场景下需要用到的机器人视觉技术，探讨了室内环境中基于视觉技术的物体识别和定位方法、工业中机器人自动化作业中的视觉伺服技术和运动物体的轨迹跟踪等应用。PJ Tarwadi 等人讨论了基于视觉的物体抓取和放置方法[13]，设计了物体自动抓取系统，实现对不同颜色、不同种类的物体进行分类识别，然后基于视觉引导的方法利用机器人机械臂抓取物体，分类放置。C Theoharatos 等人研究了基于视觉引导的机械臂搬运作业[14]，分析了不同类型的物体分类识别方法，研究了工业现场配件的精确定位、抓取和放置策略，设计了机器人视觉系统，有效提高了机器人末端执行器完成抓取放置作业的精度。KUKA 与波尔自动化公司（Boll Automation）合作为戴姆勒商用汽车公司研发了一套自动化解决方案[15]，在机器人拾取作业中，利用一台 KUKA KR QUANTEC 机器人与波尔自动化公司视觉系统 Binspect 共同合作，优化了制造轴的轴管的取出操作，如图 1-2 所示。ABB[16]单臂机器人基于视觉技术用于小型零件的装配任务，如图 1-3 所示，对位置和方向不确定的零件进行识别定位，抓取零件后对齐装配到工件的孔位中，提高了生产效率。结合视觉技术，使得机器人作业更加快速精确。
本文编号：3321274
【文章来源】：东南大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：107 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
新西兰电网公司研制的巡检机器人
图 1-1 新西兰电网公司研制的巡检机器人Pieters 论述了基于视觉反馈的机器人控制方法[12]，介绍了多种应用场景下需要用到的机器人视觉技术，探讨了室内环境中基于视觉技术的物体识别和定位方法、工业中机器人自动化作业中的视觉伺服技术和运动物体的轨迹跟踪等应用。PJ Tarwadi 等人讨论了基于视觉的物体抓取和放置方法[13]，设计了物体自动抓取系统，实现对不同颜色、不同种类的物体进行分类识别，然后基于视觉引导的方法利用机器人机械臂抓取物体，分类放置。C Theoharatos 等人研究了基于视觉引导的机械臂搬运作业[14]，分析了不同类型的物体分类识别方法，研究了工业现场配件的精确定位、抓取和放置策略，设计了机器人视觉系统，有效提高了机器人末端执行器完成抓取放置作业的精度。KUKA 与波尔自动化公司（Boll Automation）合作为戴姆勒商用汽车公司研发了一套自动化解决方案[15]，在机器人拾取作业中，利用一台 KUKA KR QUANTEC 机器人与波尔自动化公司视觉系统 Binspect 共同合作，优化了制造轴的轴管的取出操作，如图 1-2 所示。ABB[16]单臂机器人基于视觉技术用于小型零件的装配任务，如图 1-3 所示，对位置和方向不确定的零件进行识别定位，抓取零件后对齐装配到工件的孔位中，提高了生产效率。结合视觉技术，使得机器人作业更加快速精确。
图 1-1 新西兰电网公司研制的巡检机器人Pieters 论述了基于视觉反馈的机器人控制方法[12]，介绍了多种应用场景下需要用到的机器人视觉技术，探讨了室内环境中基于视觉技术的物体识别和定位方法、工业中机器人自动化作业中的视觉伺服技术和运动物体的轨迹跟踪等应用。PJ Tarwadi 等人讨论了基于视觉的物体抓取和放置方法[13]，设计了物体自动抓取系统，实现对不同颜色、不同种类的物体进行分类识别，然后基于视觉引导的方法利用机器人机械臂抓取物体，分类放置。C Theoharatos 等人研究了基于视觉引导的机械臂搬运作业[14]，分析了不同类型的物体分类识别方法，研究了工业现场配件的精确定位、抓取和放置策略，设计了机器人视觉系统，有效提高了机器人末端执行器完成抓取放置作业的精度。KUKA 与波尔自动化公司（Boll Automation）合作为戴姆勒商用汽车公司研发了一套自动化解决方案[15]，在机器人拾取作业中，利用一台 KUKA KR QUANTEC 机器人与波尔自动化公司视觉系统 Binspect 共同合作，优化了制造轴的轴管的取出操作，如图 1-2 所示。ABB[16]单臂机器人基于视觉技术用于小型零件的装配任务，如图 1-3 所示，对位置和方向不确定的零件进行识别定位，抓取零件后对齐装配到工件的孔位中，提高了生产效率。结合视觉技术，使得机器人作业更加快速精确。
本文编号：3321274
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