| 【中文题名】 | 基于视觉的机器人码垛过程监控与诊断的研究 |
| 【英文题名】 | Research on Monitoring and Diagnosis of Robot Palletizing Process Based on Vision |
| 【学科专业】 | 机械电子工程 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2007-11-12 |
| 【中关键词】 | 码垛机器人,视觉监控与诊断,色调,不变矩,目标跟踪,LabVIEW |
| 【英关键词】 | Palletizing robot,Monitoring and diagnosis based on vision,Hue,Moment invariants,Target tracking,LabVIEW, |
| 【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>智能机器人 |
| 【论文摘要】 |
基于视觉的工业机器人操作过程状态监控与故障诊断是当前机器视觉领域的研究新方向之一,有着重要的理论意义和广泛的应用前景。本文在对码垛机器人的码垛过程进行分析的基础上,运用有关机器视觉及运动目标跟踪的理论及方法,对基于视觉的机器人操作过程的监控与诊断进行了详细的研究。
本文的主要研究内容及成果如下:
首先,针对运动箱体的识别及环境光照变化问题,本文采用了基于颜色和形状特征的方法对箱体识别进行研究。颜色的色调对环境光照条件有很好的稳定性,同时箱体的颜色与周围环境的颜色不同且箱体为矩形,利用这些特点,监控与诊断系统首先用颜色的色调特征快速地从环境中分离出目标;然后用图像中心矩识别出箱体及运动状态。
其次,针对监控系统的快速实时性要求,本文对多项式拟合预测和卡尔曼滤波预测等跟踪算法进行了研究。对运动箱体采用了跟踪窗的方式进行实时跟踪。在进行图像处理时,只处理跟踪窗内的部分图像,这样做既减少了系统对图像中无关信息的处理时间,又提高了系统的抗干扰能力。
然后,对机器人码垛过程和码垛过程存在的危险及故障进行了分析,并采用了基于最小二乘法的线性拟合对箱体的运动轨迹曲线进行直线拟合。在此... |
| 【论文题纲】 |
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摘要 |
4-5 |
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ABSTRACT |
5-8 |
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第一章 绪论 |
8-15 |
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§1-1 引言 |
8 |
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§1-2 问题的提出及意义 |
8-9 |
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1-2-1 问题的提出 |
8-9 |
|
1-2-2 研究意义 |
9 |
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§1-3 机器视觉技术的应用研究现状 |
9-12 |
|
1-3-1 机器视觉的发展概述 |
9-10 |
|
1-3-2 机器视觉的应用现状 |
10-11 |
|
1-3-3 用于工业的机器视觉分类与组成 |
11-12 |
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§1-4 视觉监控技术的研究现状 |
12-14 |
|
§1-5 本文的主要研究内容 |
14-15 |
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第二章 码垛箱体目标的识别及处理方法研究 |
15-29 |
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§2-1 引言 |
15 |
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§2-2 摄像机的标定 |
15-20 |
|
2-2-1 摄像机标定的原理 |
15 |
|
2-2-2 摄像机标定方法 |
15-18 |
|
2-2-3 摄像机标定方法试验结果 |
18-20 |
|
§2-3 颜色空间的处理方法研究 |
20-22 |
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2-3-1 HSL 颜色空间 |
20-21 |
|
2-3-2 颜色色调H 对光照条件的适应性试验 |
21-22 |
|
§2-4 基于图像中心矩的识别处理方法研究 |
22-25 |
|
2-4-1 中心不变矩的识别方法 |
22-23 |
|
2-4-2 用中心矩求目标旋转或倾斜角度的方法 |
23-25 |
|
§2-5 目标及模板图像的处理方法研究及试验 |
25-28 |
|
2-5-1 目标图像的基本处理方法 |
25-26 |
|
2-5-2 模板图像的处理方法 |
26 |
|
2-5-3 图像处理方法的试验结果 |
26-28 |
|
§2-6 本章小结 |
28-29 |
|
第三章 运动目标的视觉跟踪方法的研究 |
29-46 |
|
§3-1 引言 |
29 |
|
§3-2 视觉跟踪预测技术的研究现状 |
29-30 |
|
§3-3 基于最小二乘法的多项式拟合预测的方法原理及试验 |
30-37 |
|
3-3-1 线性函数预测 |
30-31 |
|
3-3-2 平方函数预测 |
31-32 |
|
3-3-3 综合预测 |
32-33 |
|
3-3-4 综合预测曲线的试验结果 |
33-37 |
|
§3-4 卡尔曼滤波预测的方法原理试验 |
37-43 |
|
3-4-1 卡尔曼滤波预测的算法原理 |
37-40 |
|
3-4-2 卡尔曼滤波预测在位置跟踪中的应用 |
40-41 |
|
3-4-3 卡尔曼滤波预测的试验分析 |
41-42 |
|
3-4-4 卡尔曼预测与多项式拟合预测的对比分析 |
42-43 |
|
§3-5 跟踪窗的设定 |
43-45 |
|
3-5-1 跟踪窗的设定 |
43-44 |
|
3-5-2 跟踪窗的抗干扰试验 |
44-45 |
|
§3-6 本章小结 |
45-46 |
|
第四章 码垛过程分析与监控系统设计 |
46-52 |
|
§4-1 引言 |
46 |
|
§4-2 直角坐标机器人码垛过程与运动轨迹分析 |
46-47 |
|
4-2-1 码垛机箱体的运动过程 |
46-47 |
|
4-2-2 箱体码垛运动过程的故障与分析 |
47 |
|
§4-3 箱体运动轨迹的拟合与试验 |
47-49 |
|
4-3-1 运动轨迹的拟合原理 |
47 |
|
4-3-2 拟合轨迹仿真试验 |
47-48 |
|
4-3-3 箱体偏离运动轨迹的距离 |
48-49 |
|
§4-4 箱体码垛实时监控系统软件的总体设计 |
49-51 |
|
4-4-1 程序设计语言介绍 |
49 |
|
4-4-2 监控系统的软件流程设计 |
49-51 |
|
4-4-3 监控系统的人机界面 |
51 |
|
§4-5 本章小结 |
51-52 |
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第五章 码垛过程实时视觉监控的仿真与试验 |
52-60 |
|
§5-1 实验仿真系统的建立 |
52-55 |
|
5-1-1 实验平台硬件系统 |
52-54 |
|
5-1-2 实验平台软件系统 |
54-55 |
|
§5-2 仿真试验 |
55-59 |
|
5-2-1 监控与诊断系统的实时性能试验 |
55 |
|
5-2-2 箱体运动的故障仿真 |
55-59 |
|
§5-3 本章小结 |
59-60 |
|
第六章 结论与展望 |
60-61 |
|
参考文献 |
61-64 |
|
致谢 |
64 |
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| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.386252 |
