基于视频识别的工业机器手搬运系统研究
发布时间：2021-10-11 23:35
随着经济的飞速发展,工业机器人也在迅速发展,并且在现代工厂中的应用也越来越多,工厂的自动化程度也越来越高,尤其是在机械行业中,常常需要对工件进行搬运,对工业机器人的应用也越来越广泛,将机器人技术应用到工厂中,不仅能够增加产量,还能够减少生产时间。人类获取外界信息和知识的第一和最常用的手段就是视觉,在计算机视觉定位系统中,照相机就相当于人类的眼睛,系统可以通过照相机获取工件的关键信息和对工件进行定位,既增加了对于周围环境的适应性,又提高了生产工作的效率。本文将视频识别方法运用于机器手搬运系统中,从而开发了基于视频识别的工业机器手搬运系统。本文研究了基于视频识别的物品识别方法,包括分析了整个智能视觉系统,并对智能相机的选择进行了仔细考究,建立完整的智能视觉检测系统,并结合实际的工件检测环境,根据实验要求,对系统关键设备进行选型。采用上位机软件对拍摄的工件进行图像采集和工件位置确定,并对视觉定位系统对工件定位的过程中出现的定位精度不足等问题,提出运用更高精度照相机和增加计算机的配置等方式来提高定位精度。研究了PID同步控制的原理和模糊控制的机理,经过研究比较两种原理的优缺点,提出运用模糊PI...
【文章来源】：长春工业大学吉林省
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 论文选题来源
1.2 论文研究背景及意义
1.3 国内外研究现状
1.4 论文主要研究内容
第2章 工业机器手搬运系统分析
2.1 机器手搬运系统组成及其布局
2.2 工业机器手结构设计
2.2.1 机器手的具体结构
2.2.2 机器手的选型
2.3 机器手搬运系统相关设备选型
2.3.1 图像处理系统的选择
2.3.2 控制系统的选择
2.3.3 码垛机立库系统的选择
2.3.4 运输单元的选择
2.4 本章小结
第3章 基于视频识别的物品识别方法研究
3.1 计算机视觉系统构成
3.2 视觉定位工作原理
3.3 图像处理和位置确定
3.4 图像的采集与处理
3.4.1 上位机软件编程
3.5 定位精度分析
3.5.1 影响定位精度的因素分析
3.5.2 提高定位精度的方式
3.6 本章小结
第4章 基于模糊控制的工业机器手搬运系统控制方法研究
4.1 PID同步控制研究
4.1.1 PID控制
4.1.2 PID控制分类
4.1.3 模拟PID控制
4.1.4 数字PID控制
4.1.5 PID控制的局限性
4.2 模糊控制
4.2.1 模糊控制系统
4.2.2 模糊控制器
4.2.3 模糊控制的局限性
4.3 模糊PID控制方法
4.3.1 模糊自整定PID控制
4.3.2 模糊PID复合控制
4.4 模糊控制器的构建
4.4.1 模糊推理系统设置
4.4.2 变量和隶属度函数的建立
4.4.3 模糊控制规则的设置
4.5 本章小结
第5章 工业机器手功能设计与验证
5.1 基于PLC的工业机器手功能实现
5.1.1 MODBUS TCP通信网络拓扑图
5.1.2 PLC与工业机器人通信方式
5.2 视觉系统数据采集
5.2.1 图形学习与识别
5.2.2 相机脚本编制
5.3 实验验证
5.3.1 工艺对象的组建
5.3.2 机器人等待信号编制
5.3.3 实验验证
5.4 小结
第6章 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
致谢
参考文献
作者简介
攻读硕士学位期间的研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于自组织调整因子的模糊PID控制器设计[J]. 朱颖合,薛凌云,黄伟. 系统仿真学报. 2011(12)
[2]一种智能搬运机器人的设计与实现[J]. 王文凭,李天培,冯根生. 计算机测量与控制. 2011(02)
[3]机器人的昨天、今天与明天[J]. 钱铮. 发明与创新(综合科技). 2010(09)
[4]中国工业机器人产业化发展战略[J]. 李瑞峰. 航空制造技术. 2010(09)
[5]图像边缘检测算法研究[J]. 陆兴娟,吴震宇. 现代电子技术. 2010(06)
[6]工业机器人的中国力量[J]. 宋慧欣. 自动化博览. 2010(03)
[7]工业机器人在汽车业中的发展及存在问题[J]. 刘宝平,张红梅. 黑龙江科技信息. 2009(33)
[8]全球顶级工业机器人制造商之一——库卡中国[J]. 杨雪. 焊接. 2009(06)
[9]服务机器人技术发展趋势[J]. 机器人技术与应用. 2009(03)
[10]基于Sobel算子的图像边缘检测研究[J]. 袁春兰,熊宗龙,周雪花,彭小辉. 激光与红外. 2009(01)
博士论文
[1]具有立体视觉的工程机器人自主作业控制技术研究[D]. 唐新星.吉林大学 2007
硕士论文
[1]MOTOMAN机器人轨迹规划和控制系统的研究与设计[D]. 王晓丽.西安科技大学 2009
[2]工业机器人运动学标定及误差分析研究[D]. 夏天.上海交通大学 2009
[3]基于双目立体视觉的工件识别定位方法研究[D]. 梁元月.西安理工大学 2008
[4]模糊PID控制在船用舵机电液伺服单元中的应用[D]. 方磊.哈尔滨工业大学 2007
[5]基于视觉的工业机器人目标识别定位方法的研究[D]. 王红涛.西安理工大学 2007
[6]水平四自由度装配机器人的设计及其运动学和动力学仿真分析[D]. 郭耸.上海交通大学 2007
[7]模糊PID控制在压注机电液控制系统中的应用研究[D]. 祖立业.哈尔滨工业大学 2006
[8]面阵列芯片封装设备中的视觉定位技术[D]. 王立成.华中科技大学 2004
[9]机器人双目立体视觉技术研究[D]. 石继雨.哈尔滨工程大学 2003
本文编号：3431455
【文章来源】：长春工业大学吉林省
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 论文选题来源
1.2 论文研究背景及意义
1.3 国内外研究现状
1.4 论文主要研究内容
第2章 工业机器手搬运系统分析
2.1 机器手搬运系统组成及其布局
2.2 工业机器手结构设计
2.2.1 机器手的具体结构
2.2.2 机器手的选型
2.3 机器手搬运系统相关设备选型
2.3.1 图像处理系统的选择
2.3.2 控制系统的选择
2.3.3 码垛机立库系统的选择
2.3.4 运输单元的选择
2.4 本章小结
第3章 基于视频识别的物品识别方法研究
3.1 计算机视觉系统构成
3.2 视觉定位工作原理
3.3 图像处理和位置确定
3.4 图像的采集与处理
3.4.1 上位机软件编程
3.5 定位精度分析
3.5.1 影响定位精度的因素分析
3.5.2 提高定位精度的方式
3.6 本章小结
第4章 基于模糊控制的工业机器手搬运系统控制方法研究
4.1 PID同步控制研究
4.1.1 PID控制
4.1.2 PID控制分类
4.1.3 模拟PID控制
4.1.4 数字PID控制
4.1.5 PID控制的局限性
4.2 模糊控制
4.2.1 模糊控制系统
4.2.2 模糊控制器
4.2.3 模糊控制的局限性
4.3 模糊PID控制方法
4.3.1 模糊自整定PID控制
4.3.2 模糊PID复合控制
4.4 模糊控制器的构建
4.4.1 模糊推理系统设置
4.4.2 变量和隶属度函数的建立
4.4.3 模糊控制规则的设置
4.5 本章小结
第5章 工业机器手功能设计与验证
5.1 基于PLC的工业机器手功能实现
5.1.1 MODBUS TCP通信网络拓扑图
5.1.2 PLC与工业机器人通信方式
5.2 视觉系统数据采集
5.2.1 图形学习与识别
5.2.2 相机脚本编制
5.3 实验验证
5.3.1 工艺对象的组建
5.3.2 机器人等待信号编制
5.3.3 实验验证
5.4 小结
第6章 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
致谢
参考文献
作者简介
攻读硕士学位期间的研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于自组织调整因子的模糊PID控制器设计[J]. 朱颖合,薛凌云,黄伟. 系统仿真学报. 2011(12)
[2]一种智能搬运机器人的设计与实现[J]. 王文凭,李天培,冯根生. 计算机测量与控制. 2011(02)
[3]机器人的昨天、今天与明天[J]. 钱铮. 发明与创新(综合科技). 2010(09)
[4]中国工业机器人产业化发展战略[J]. 李瑞峰. 航空制造技术. 2010(09)
[5]图像边缘检测算法研究[J]. 陆兴娟,吴震宇. 现代电子技术. 2010(06)
[6]工业机器人的中国力量[J]. 宋慧欣. 自动化博览. 2010(03)
[7]工业机器人在汽车业中的发展及存在问题[J]. 刘宝平,张红梅. 黑龙江科技信息. 2009(33)
[8]全球顶级工业机器人制造商之一——库卡中国[J]. 杨雪. 焊接. 2009(06)
[9]服务机器人技术发展趋势[J]. 机器人技术与应用. 2009(03)
[10]基于Sobel算子的图像边缘检测研究[J]. 袁春兰,熊宗龙,周雪花,彭小辉. 激光与红外. 2009(01)
博士论文
[1]具有立体视觉的工程机器人自主作业控制技术研究[D]. 唐新星.吉林大学 2007
硕士论文
[1]MOTOMAN机器人轨迹规划和控制系统的研究与设计[D]. 王晓丽.西安科技大学 2009
[2]工业机器人运动学标定及误差分析研究[D]. 夏天.上海交通大学 2009
[3]基于双目立体视觉的工件识别定位方法研究[D]. 梁元月.西安理工大学 2008
[4]模糊PID控制在船用舵机电液伺服单元中的应用[D]. 方磊.哈尔滨工业大学 2007
[5]基于视觉的工业机器人目标识别定位方法的研究[D]. 王红涛.西安理工大学 2007
[6]水平四自由度装配机器人的设计及其运动学和动力学仿真分析[D]. 郭耸.上海交通大学 2007
[7]模糊PID控制在压注机电液控制系统中的应用研究[D]. 祖立业.哈尔滨工业大学 2006
[8]面阵列芯片封装设备中的视觉定位技术[D]. 王立成.华中科技大学 2004
[9]机器人双目立体视觉技术研究[D]. 石继雨.哈尔滨工程大学 2003
本文编号：3431455
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