天车机器人模型及吊钩运动视觉检测

天车是企业生产中物料吊运的重要设备。研究天车安全、可靠、高效运行具有重要意义。为研究天车运行特点及引入视觉系统进行避障、监控运行的可行性,在实验室环境中搭建了天车机器人及其视觉测量系统。建立了天车机器人吊钩轨迹运动坐标系及双目立体视觉模型;采用RGB不同颜色阈值选取方法对吊钩目标图像进行识别,进而将吊钩从复杂的背景中分割出来;采用SIFT特征点匹配方法实现了吊钩图像的特征点匹配及吊钩运动目标的视觉检测与跟踪。研究结果对提高天车运行的自动化、智能化具有借鉴意义。     

基于三维机器视觉的工业机器人定位系统设计

为解决工业机器人在复杂自动化生产线上目标精确定位问题,文章搭建了由史陶比尔工业机器人、Kinect视觉传感器和上位机组成硬件平台,设计了基于三维视觉的工业机器人抓取定位系统。通过棋盘标定法对工业机器人抓取系统进行标定,采用深度边缘分割方法采集图像并提取工作面,根据累计概率Hough变换法提取工作面上不同形状目标的中心点,编写上位机处理程序实现图像分割、目标中心点定位及机器人运动控制等功能。实验结果表明该系统能够对规则形状目标实现定位功能,定位精度满足工业机器人的工作需求。     

基于视觉引导的FANUC机器人抓取系统研究

针对目前工业机器人上料时大都采用预先示教的方式,一旦工作条件发生变化就会导致抓取失败的问题,研究了一种基于视觉引导FANUC机器人的抓取系统,提高了机器人柔性化抓取能力。系统采用单目视觉定位方法:将图像中的特征点通过相机标定参数、Eye-in-Hand手眼标定参数转换为机器人基坐标系下的位姿,利用FANUC Robot Interface实现上位机与机器人通信并把定位结果发送到机器人位置寄存器,引导机器人运动到相应位置并通过末端执行器完成对空心圆柱体工件的抓取。经过多次抓取实验数据分析,该系统定位误差在0.5mm以内,具有很好的实际应用价值。     

一种移动码垛机器人视觉控制与定位

对移动码垛机器人视觉控制与定位的需求进行了研究,设计了一种摄像头支架,提出了基于DSP控制3轴联动的方案。利用TMS320F28335DSP增强型控制器的局域网通信接口e CAN模块实现上位机与DSP实时通信;选用了3个增强型脉宽调制e PWM模块,产生3路周期和频率可调的PWM波用来驱动3个电机。通过该视觉系统对目标物识别与三维定位,数据分析显示定位结果均在目标物的有效区域,表明摄像头位姿控制准确,证明了开发的摄像头控制系统可满足移动码垛机器人视觉系统的要求。     

基于双目视觉和距离误差模型的工业机器人运动学参数标定方法

基于距离误差模型的标定技术,建立机器人末端距离误差与机器人运动学参数误差间的模型关系,避免了标定过程中坐标系的转换误差,能显著提高标定精度。视觉测量技术具有测量精度高、非接触性、实时性强等特点,与传统的机器人末端测量手段相比,具有成本低、操作简单等优势。研究一种将距离误差模型与视觉测量技术相结合的机器人标定方法,用于提高工业机器人特定工作空间的精度。采用双目视觉系统,将相机外置于机器人进行测量。基于距离误差模型进行机器人参数标定,利用标定结果进行运动学参数补偿。结果表明:特定标定工作空间内的距离误差都有所改善;在标定轨迹上,绝对距离误差的平均值从0.279 9 mm减少为0.104 4 mm,非标定轨迹的误差降幅高达50%以上,验证了该方法的可行性。     

面向自动化精密装配的视觉定位引导系统

针对总装生产线精密装配现状,项目设计开发了一种机器视觉定位引导系统,主要实现工业机器人在运动过程中完成在线采集不规则工件图像、视觉定位、角度补偿及精密装配作业。该系统首先采集实时工件图像,利用改进优化的九点标定算法对机器人进行视觉标定可以提高算法的精度;通过预处理操作获取质量较好的图像,按顺序创建卡尺工具,采用加权最小二乘法拟合工件亚像素边缘,再根据相关二维测量算法获取工件中心坐标。最终将得到的位姿数据传送给6轴机器人进行精密装配任务。实验结果表明,该视觉定位引导系统具有现场环境下的高精度定位检测功能,自动化装配定位精度在X方向最大定位误差为0.0281mm、Y方向最大定位误差为0.026mm,足以达到自动化装配生产线的技术要求,具有较好的应用前景和参考价值。     

工业焊接机器人空间定位技术研究

为了在复杂环境中进行工业焊接机器人空间定位,设计了一套基于视觉反馈的焊接机器人定位试验系统,详细介绍了摄像机标定、图像特征点提取、立体视觉匹配算法和数据通讯等关键技术,并进行了实际的现场试验。试验结果表明,该系统及相关技术能够提取数量相对较多的特征点,图像匹配保持了很高的匹配正确率和速度。试验结果为机器人前端空间定位及其应用提供了保障,为工业机器人自主焊接奠定了基础。     

基于形状内容分析的机器人物料分拣系统

文章分析了国内外工业机器人分拣系统的现状后,提出运用形状内容分析方法对物料的分类识别进行强化,以提高分拣的准确性和稳定性.设计了以数控系统、现场总线、伺服驱动单元以及以太网通信链路组成的机器人控制系统硬件结构.控制软件以运行在嵌入式Linux系统上的实时响应程序为基础,涵盖电机驱动、异常检测、运动控制等多个方面,并为上位机图像分析结果的传输提供接口.验证工作基于华中数控HNC-08数控系统和MOTOMAN-SK6机器人展开,通过标定后的摄像机进行物料的定位与分类识别,并通过机器人控制系统进行分拣,实验结果充分证明了系统的准确性和稳定性.     

摄像机静标定技术在机器人视觉目标定位中的应用研究

利用机器人视觉技术对目标进行定位与分检中,视觉系统对目标的精确定位是其关键技术之一。利用基于线段斜率的摄像机静标定技术对摄像机镜头进行了标定,将标定的镜头径向畸变系数应用于目标位置坐标计算中。经标定后的目标坐标位置数据引导机器人末端执行器完成对目标的定位,实验结果表明了该方法的有效性。     

基于CAD三维匹配的机器人定位与抓取

基于CAD三维模型匹配的方法测量了单相机下目标工件的机器人定位精度。该方法是一种利用几何形状检索CAD三维数据模型,对图像信息中相关特征进行交互,能够快速和高效地从背景中分离出目标物体,对轮廓明显且具有反光特性的目标具有高效的识别能力。通过迭代算法将三维模型与图像中目标物体的边缘进行不断拟合,以三维模型的位移及旋转量估算出目标当前的姿态。通过机器人"手眼"标定确定目标与机器人之间位置及方向,实现对目标定位抓取精度测量。将目标绕xy平面旋转0°、45°、90°后,3个位姿下平均定位误差分别为3.012、2.856、4.983 mm。实验结果表明:用这种方法定位目标,定位误差会随着摆放角度增大而增大。