基于双目视觉的六自由度机械臂手势识别控制系统研究

发布时间：2025-02-11 12:29

　　当前工业生产制造领域中,机械臂能够在高危工作条件和复杂多变的空间环境中快速、准确、高效地替代人工进行作业,得到了广泛应用并扮演了越来越重要的角色。通过视觉获取到的手势信息,作为机械臂的运动控制信号,具有自然直观、灵活简洁的特性,降低了机械臂操作控制门槛,且可以实现远程控制作业。通过视觉传感器获得手势图像信息作为机械臂控制信号,涉及计算机视觉和图像处理相关技术。本文分析了利用手势控制机械臂的工作要求,结合具体条件和实际情况,提出采用双目视觉获取的手势信息用以控制机械臂的整体方案,并利用图像处理相关技术对手势图像进行解读,获取手势含义。分析了图像预处理方法和手势分割方法,选择肤色阈值分割方法进行手势分割,分析了形态学处理方法,对分割后的手势图像的轮廓提取方法进行对比,采用Canny算子检测方式提取手势轮廓。分析了手势特征提取方法,改进了一种基于D-P算法的轮廓逼近缺陷圆指尖检测算法,实现十种静态手势识别。分析了动态手势跟踪方法,论述了使用双目视觉的重要性,介绍了双目视觉原理,提出一种“推拉”动态手势的识别方法。分析了系统整体方案,通过D-H方法建立机器人模型,分析了机器人运动学正解和逆解方法...

【文章页数】：98 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１－１手势控制ＳｍａｒｔＰａｌ七号?图卜２手势控制７Ｂｏｔ机械臂??－－

ＳｍａｒｔＰａｌ七号可以通过Ｋｉｎｅｃｔ传感器获取三维视觉信息，并根据信息调??整轮子、腰部以及手臂的运动，协助残疾或者行动不便的老人整理日常用具和??移动周围东西。图１－１所示是ＳｍａｒｔＰａｌ七号在工作人员的控制下进行操作演示??工作。??２０１３年，麦健桦等人根据复杂多变的....

图２－２?ＣＭＯＳ摄像机和镜头??Ｆｉ．?２－２?ＣＯＭＳ?ｃａｍｅｒａ?ａｎｄ?ｌｅｎｓ??

摄像头为成像模块，需要配合镜头使用成像。本文用到的ＣＭＯＳ摄像头为??迈德威视ＵＳＢ２．０ＭＶ－Ｕ３００工业相机，镜头为工业相机镜头，１／２寸手动光圈??定焦，如图２－２所示为摄像机和镜头。??孤??图２－２?ＣＭＯＳ摄像机和镜头??Ｆｉｇ．?２－２?ＣＯＭＳ?ｃａｍｅｒａ?ａｎ....

图２－３双目摄像机结构??Ｆｉ．?２－Ｔｈｅ?ｓｒｕｃｕｒｅ?ｏｎｏｃｕａｒ?ｃａｍｅｒａｓ??

接口类型?Ｃ??将两个摄像头固定在支架上构成双目视觉传感器，如图２－３所示，通过??ＵＳＢ２．０接口与计算机相连，获得图像通过连接线传递给计算机进行处理。??Ｈ，．．．??图２－３双目摄像机结构??Ｆｉｇ．?２－３?Ｔｈｅ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ｂｉｎｏｃｕｌａｒ?ｃａｍｅｒ....

图２－４图像处理流程图??Ｆｉｇ．?２－４?Ｆｌｏｗ?ｃｈａｒｔ?ｏｆ?ｉｍａｇｅ?ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ??

?基于双目视觉的机械臂手势识别控制系统总体方案??利用以上软件工具，对视觉图像处理过程流程图如图２－４所示。??双目摄像头??外界手势—??ＩｆｍｎＴ??￣￣＾——Ｉ调用???ＶＳ２０１２???０ｐｅｎＣＶ２．?４．?８??Ｉ?！??；＊???１—？；?；?１?；??Ｔ?－Ｔ?Ｔ....

本文编号：4033268