基于立体视觉的自动喷漆机器人工件定位系统设计
发布时间：2021-11-07 07:26
目前在国内,喷涂作业主要还是靠工人手工完成,喷涂的质量受工人技术水平影响明显,这不仅导致人工成本过高,而且喷涂作业环境一般十分恶劣,各种涂料对人体伤害很大,长期工作容易导致各种疾病甚至中毒。所以,喷涂作业的自动化就显得十分重要。目前的自动喷漆机器人,很难说已经实现了真正意义上的自动化喷涂,大多都依赖于人工示教然后通过固定装置定位工件,来进行重复喷涂工作。但是这样就会导致一台机器人很难适用于各种工件的喷涂工作。因此,本文采用低成本的Kinect2传感器,设计并实现了一种基于立体视觉的喷漆机器人工件定位系统,可使机器人针对各种工件,都能很好的定位,从而能够重复利用示教好的轨迹,不仅提高效率,更提升了喷漆机器人的应用范围。本课题主要研究了一下几个方面的内容:(1)基于Kinect2的工件表面三维重建方法研究。首先介绍了Kinect2传感器的测量原理以及误差分析;针对目前三维重建效果较好的Kinect Fusion算法进行试验,发现其在本项目中并不适用,因此设计了一种固定相机的多Kinect2重建方法,并介绍了该方法的实现过程。(2)基于手眼标定的点云模型定位方法研究。分析机器人Eye-to-...
【文章来源】： 哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：73 页
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题来源及背景意义
1.1.1 课题来源
1.1.2 课题背景及意义
1.2 研究现状
1.2.1 国外发展状况
1.2.2 国内发展状况
1.2.3 研究现状综述
1.3 主要研究内容
1.3.1 研究目标及内容
1.3.2 自动定位系统工作流程说明
1.4 本文组织结构
第2章 基于Kinect2的工件表面三维重建
2.1 Kinect2介绍与误差分析
2.2 Kinect Fusion原理介绍及结果分析
2.3 固定相机的多Kinect重建
2.3.1 相机内部参数标定及图像采集
2.3.2 相机外部参数标定
2.3.3 固定多Kinect点云拼接结果
2.4 本章小结
第3章 基于手眼标定的工件模型的定位
3.0 背景介绍
3.1 手眼标定的数学模型
3.2 基于李群的AX(28) XB求解方法
3.2.1 李群的基本知识
3.2.2 基于李群的AX(28) XB最小二乘求解
3.2.3 实验结果及数据分析
3.3 本章小结
第4章 基于点云配准的喷漆机器人轨迹匹配方法
4.1 引言
4.2 迭代最近点算法原理
4.2.1 问题描述
4.2.2 误差表示
4.2.3 最近点搜索
4.2.4 求解方法
4.3 物体形变的描述
4.4 基于线性混合形变的非刚体点云配准方法
4.4.1 Levenberg-Marquardt算法
4.4.2 算法的实现及实验结果与分析
4.5 本章小结
结论
参考文献
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]我国工业机器人技术现状与产业化发展战略 [J]. 王田苗,陶永. 机械工程学报. 2014(09)
[2]ABB公司新型喷涂机器人及其应用 [J]. 马力,戴旻,张永军. 汽车工艺与材料. 2010(11)
[3]面向直纹曲面的喷涂机器人喷枪轨迹优化 [J]. 曾勇,龚俊,陆保印. 中国机械工程. 2010(17)
[4]离线编程系统研究 [J]. 张春斌. 网络与信息. 2009(08)
博士论文
[1]基于李群李代数的统一开闭环机械多体系统递推动力学研究[D]. 邵兵.南京航空航天大学 2010
硕士论文
[1]基于Kinect2的光伏清洗机器人实时环境重建与自主导航技术研究[D]. 张明明.哈尔滨工业大学 2016
[2]喷涂机器人运动学建模及仿真[D]. 王晓琪.北方工业大学 2016
[3]LM优化算法和神经网络预测控制在非线性系统中的研究[D]. 王炳萱.太原理工大学 2016
[4]面向工业应用的机器人手眼标定与物体定位[D]. 程玉立.浙江大学 2016
[5]基于多深度相机标定的点云数据模型重构[D]. 鲁栋栋.杭州电子科技大学 2015
[6]基于李群李代数的机器人运动特性分析与研究[D]. 翟美新.南京理工大学 2015
[7]基于kd-tree加速的点云数据配准技术研究[D]. 邹际祥.安徽大学 2013
[8]基于机器视觉的机器人喷涂技术研究[D]. 苏景存.河北联合大学 2013
[9]基于LM算法的布里渊光谱重建研究[D]. 余威.南昌航空大学 2012
[10]基于曲面CAD模型的喷涂轨迹规划系统研究[D]. 杨晓博.石家庄铁道大学 2011
本文编号：3481430
【文章来源】： 哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：73 页
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题来源及背景意义
1.1.1 课题来源
1.1.2 课题背景及意义
1.2 研究现状
1.2.1 国外发展状况
1.2.2 国内发展状况
1.2.3 研究现状综述
1.3 主要研究内容
1.3.1 研究目标及内容
1.3.2 自动定位系统工作流程说明
1.4 本文组织结构
第2章 基于Kinect2的工件表面三维重建
2.1 Kinect2介绍与误差分析
2.2 Kinect Fusion原理介绍及结果分析
2.3 固定相机的多Kinect重建
2.3.1 相机内部参数标定及图像采集
2.3.2 相机外部参数标定
2.3.3 固定多Kinect点云拼接结果
2.4 本章小结
第3章 基于手眼标定的工件模型的定位
3.0 背景介绍
3.1 手眼标定的数学模型
3.2 基于李群的AX(28) XB求解方法
3.2.1 李群的基本知识
3.2.2 基于李群的AX(28) XB最小二乘求解
3.2.3 实验结果及数据分析
3.3 本章小结
第4章 基于点云配准的喷漆机器人轨迹匹配方法
4.1 引言
4.2 迭代最近点算法原理
4.2.1 问题描述
4.2.2 误差表示
4.2.3 最近点搜索
4.2.4 求解方法
4.3 物体形变的描述
4.4 基于线性混合形变的非刚体点云配准方法
4.4.1 Levenberg-Marquardt算法
4.4.2 算法的实现及实验结果与分析
4.5 本章小结
结论
参考文献
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]我国工业机器人技术现状与产业化发展战略 [J]. 王田苗,陶永. 机械工程学报. 2014(09)
[2]ABB公司新型喷涂机器人及其应用 [J]. 马力,戴旻,张永军. 汽车工艺与材料. 2010(11)
[3]面向直纹曲面的喷涂机器人喷枪轨迹优化 [J]. 曾勇,龚俊,陆保印. 中国机械工程. 2010(17)
[4]离线编程系统研究 [J]. 张春斌. 网络与信息. 2009(08)
博士论文
[1]基于李群李代数的统一开闭环机械多体系统递推动力学研究[D]. 邵兵.南京航空航天大学 2010
硕士论文
[1]基于Kinect2的光伏清洗机器人实时环境重建与自主导航技术研究[D]. 张明明.哈尔滨工业大学 2016
[2]喷涂机器人运动学建模及仿真[D]. 王晓琪.北方工业大学 2016
[3]LM优化算法和神经网络预测控制在非线性系统中的研究[D]. 王炳萱.太原理工大学 2016
[4]面向工业应用的机器人手眼标定与物体定位[D]. 程玉立.浙江大学 2016
[5]基于多深度相机标定的点云数据模型重构[D]. 鲁栋栋.杭州电子科技大学 2015
[6]基于李群李代数的机器人运动特性分析与研究[D]. 翟美新.南京理工大学 2015
[7]基于kd-tree加速的点云数据配准技术研究[D]. 邹际祥.安徽大学 2013
[8]基于机器视觉的机器人喷涂技术研究[D]. 苏景存.河北联合大学 2013
[9]基于LM算法的布里渊光谱重建研究[D]. 余威.南昌航空大学 2012
[10]基于曲面CAD模型的喷涂轨迹规划系统研究[D]. 杨晓博.石家庄铁道大学 2011
本文编号：3481430
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/zidonghuakongzhilunwen/3481430.html
