| 【中文题名】 | 基于视觉的工业机器人目标识别定位方法的研究 |
| 【英文题名】 | Research on Target Recognition and Location of Industrial Robot Based on Computer Vision |
| 【学科专业】 | 机械电子工程 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2007-6-1 |
| 【中关键词】 | 机器人视觉,手眼标定,工件识别,工件定位,遗传算法,Hausdorff距离 |
| 【英关键词】 | Robot Vision,Eye-in-hand Calibration,Workpiece Recognition,Workpiece Location,Genetic Algorithm, |
| 【分类导航】 | 工业技术>自动化技术、计算机技术>自动化技术及设备>机器人技术>机器人> |
| 【论文摘要】 |
随着计算机、图像处理和模式识别等技术的迅速发展,机器视觉的应用越来越广泛。机器视觉作为工业机器人获得环境信息的主要手段之一,它可以增加机器人的自主能力,提高机器人的灵活性。工业机器人通过视觉如何根据所获取的图像信息正确地、实时地提取出工件特征参数、识别出工件类型并判断出工件所处的位置姿态,是机器视觉应用于工业领域的关键技术之一。因此,本文以工业机器人目标识别和定位算法为研究目标,主要针对工件的实时匹配识别技术和空间定位技术进行了详细的研究。主要工作如下:首先,为了改善从CCD摄像头摄取的工件图像的质量,对所摄取的图像进行预处理,主要包括直方图均衡化和中值滤波。接着,提取工件的边缘特征,经过对各种经典边缘检测算子的分析比较表明:Canny算子以其定位的准确性、响应的单一性而获得较好的边缘检测效果。
其次,针对工件识别,本文在传统图像匹配算法的基础上,提出了基于改进遗传算法和Hausdorff距离的工件识别算法。该算法采用工件的边缘为匹配特征,将修正的Hausdorff距离作为目标物体轮廓的相似性度量准则,并应用遗传算法进行最佳匹配的快速搜索,在距离变换空间内,成功实现了目标物体的匹配识别。实验... |
| 【论文题纲】 |
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摘要 |
3-4 |
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Abstract |
4-7 |
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1 绪论 |
7-13 |
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1.1 研究背景 |
7-8 |
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1.2 国内外研究历史及现状 |
8-11 |
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1.3 研究目的和内容 |
11-13 |
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1.3.1 研究目的 |
11-12 |
|
1.3.2 研究内容 |
12-13 |
|
2 工件图像预处理和边缘特征提取 |
13-29 |
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2.1 图像获取 |
13-14 |
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2.2 图像的灰度化 |
14-15 |
|
2.3 工件图像预处理 |
15-22 |
|
2.3.1 对比度增强 |
15-18 |
|
2.3.2 图像的平滑 |
18-22 |
|
2.4 边缘特征提取 |
22-27 |
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2.4.1 边缘检测概述 |
22-23 |
|
2.4.2 边缘检测算子介绍 |
23-25 |
|
2.4.3 边缘检测实验结果分析 |
25-26 |
|
2.4.4 自动阈值选取 |
26-27 |
|
2.5 本章小结 |
27-29 |
|
3 基于图像匹配的工件识别 |
29-45 |
|
3.1 引言 |
29 |
|
3.2 图像识别的一般方法及存在的问题 |
29-30 |
|
3.3 Hausdorff 距离 |
30-37 |
|
3.3.1 Hausdorff 距离定义 |
30-32 |
|
3.3.2 本文采用的Hausdorff 距离的改进形式 |
32-33 |
|
3.3.3 距离变换 |
33-37 |
|
3.4 基于遗传算法的图像匹配 |
37-41 |
|
3.4.1 遗传算法图像匹配原理 |
37-39 |
|
3.4.2 改进的遗传算法 |
39-40 |
|
3.4.3 遗传算法图像匹配 |
40-41 |
|
3.5 工件识别算法实现 |
41-42 |
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3.6 实验与分析 |
42-44 |
|
3.7 本章小结 |
44-45 |
|
4 工业机器人手眼视觉系统标定 |
45-61 |
|
4.1 引言 |
45-47 |
|
4.2 机器人系统介绍 |
47-51 |
|
4.2.1 机器人结构与参数 |
47-48 |
|
4.2.2 机器人正运动学建模与分析 |
48-50 |
|
4.2.3 机器人逆运动学求解 |
50-51 |
|
4.3 摄像机成像模型 |
51-53 |
|
4.4 手眼视觉系统需标定的参数及方法 |
53-56 |
|
4.4.1 手眼坐标变换原理 |
53-55 |
|
4.4.2 标定参数的求取 |
55-56 |
|
4.5 实验与分析 |
56-59 |
|
4.5.1 实验系统配置 |
56 |
|
4.5.2 实验参数获取 |
56-58 |
|
4.5.3 实验验证 |
58-59 |
|
4.6 本章小结 |
59-61 |
|
5 工件定位抓取实验研究 |
61-69 |
|
5.1 引言 |
61 |
|
5.2 系统组成 |
61-63 |
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5.2.1 视觉系统 |
63 |
|
5.2.2 GRB-400 机器人运动控制器介绍 |
63 |
|
5.3 实验与分析 |
63-68 |
|
5.4 本章小结 |
68-69 |
|
6 总结与展望 |
69-71 |
|
6.1 总结 |
69-70 |
|
6.2 研究问题与展望 |
70-71 |
|
致谢 |
71-73 |
|
参考文献 |
73-77 |
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攻读硕士期间发表的论文 |
77 |
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| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.383361 |
