装配机器人视觉定位系统的研究

建立视觉定位系统,用于工业机器人对工件的精确定位,从而引导机器人完成精确的装配动作。介绍了此装配机器人的系统结构并着重分析了视觉定位系统,推导了摄像机参数标定算法公式,并用Matlab标定工具箱求解,重点分析推导了工件圆心的定位算法。在有无视觉定位系统的两种情况下,对工件同一装配位的到位情况做重复性试验。实际应用证明工业机器人与视觉定位系统相互协作的模式是可行和稳定的,能满足工业现场对装配精度的要求。     

油田注水机器人视觉定位系统研究

针对采油注水作业大量耗费人力的问题,该文阐述了一种油田注水机器人用于代替人工注水作业,并对运水车泄水管口视觉定位方法进行研究.该方法首先利用图像处理技术提取管口图像,其次,运用边缘检测的方法对泄水管口的形状进行拟合并获取管口的形状特征,最后,通过对平行双目立体视觉的原理进行研,获取了油田注水管口的三维坐标位置信息.实验...     

一种球形机器人视觉定位系统研究

针对球形机器人在地面运动时的定位问题,提出了一种基于sift特征以及霍夫圆变换的球形机器人视觉定位方案。采用对尺度、视角、旋转等具有鲁棒性的sift特征向量,利用由两个外部摄像机组成的视觉系统采集的左右图片,从中提取sift特征点,利用k-d tree和BBF算法进行特征匹配查找,利用RANSAC算法筛选匹配点并计算变换矩阵,通过变换矩阵将后续摄像机采集的图像融合,在融合的图像通过霍夫圆变换定位球形机器人。实验结果表明,该视觉定位系统视野开阔、定位稳定性良好。     

旋翼飞行机械臂的混合视觉伺服和分层控制方法

无人机臂系统是一种具有强耦合特性的智能移动机器人,借助视觉进行自主作业还存在诸多问题,如实时深度估计、目标极易丢失以及目标笛卡尔空间模型重建等,同时机载机械臂的运动会造成飞行平台的重心变化和动态不稳定。针对基于图像的只在目标附近线性收敛与基于位置的目标易偏离视野范围等不足以及系统自身欠驱动等问题,建立了运动学模型并通过欧氏单应性矩阵分解设计出旋翼飞行机械臂系统的混合视觉伺服控制方法,最后通过分层任务组合控制算法完善了其耦合机制。最终改善了系统对非结构因素的抗扰性能和全局稳定性,通过仿真和实验检验了系统鲁棒性和算法优越性。     

六旋翼机器人运动控制与跟踪控制研究

为了在执行任务期间精确记录数据和稳定的飞行,多旋翼机器人机构需要能够执行长期任务和携带较重的载荷。针对这一问题,对六旋翼机器人关键技术进行了深入的研究。首先,高性能六旋翼无人机的运行需要飞行控制系统,介绍了六旋翼控制系统和本体的设计方法。其次,构建了四旋翼和六旋翼无人机的数学模型,对比了六旋翼与四旋翼控制系统的优缺点。六旋翼飞行器的飞行控制由推力和力矩完成,在俯仰,偏航和横滚分别对螺旋桨的速度进行运动控制。再次,采用模糊自适应PID控制算法设计了一款跟踪控制系统,用一个PID测试控制器进行仿真。并在真实飞行中成功地测试六旋翼机器人,达到了一个理想的效果。而不是使用分析差异,避免跟踪控制器设计过程中的"差异扩展"。最后,仿真结果证明了所提技术的有效性和有效性。     

机器人双目视觉目标跟踪研究

简要介绍了双目视觉系统的软硬件组成,分析了图像采集模块得到的图像颜色模型的特点,将图像采集卡得到的图像转换成HSV格式.根据目标的颜色特征信息,进行双阈值图像分割,根据象素分布,得到目标跟踪窗口.从目标跟踪窗口得到目标的轮廓、中心等信息,由双目系统,求出目标距离.设计了一个简单的目标跟踪算法,控制电机转动,实现目标的对中.     

焊接机器人视觉焊缝跟踪系统分析

分析了一套焊接机器人视觉焊缝跟踪系统的总体构成.首先简述了焊接机器人及跟踪系统的总体构成,分析了机器人视觉系统寻找焊缝位置的视觉处理的动作流程,并对其中重要的步骤进行了详细的描述,重点介绍了机器人依照输入偏差与示教轨迹叠加跟踪真实焊缝的控制过程.最后使用Matlab软件仿真3关节平面机器人的跟踪焊缝的运动.     

基于机器视觉的工业机器人定位系统研究

随着《中国制造2025》提出,工厂对“智能制造”的战略地位迅速提升。工厂对智能设备的要求越来越高,传统的工业控制技术早已不能满足高质量产品生产的指标要求,尤其是在一些精度要求高、产品前沿报废率低的企业。近年来,机器视觉技术发展迅速,能够适应高要求、高精度的定位需求,机器视觉的引入极大的拓展了机器人的应用领域,对工业自动化发展具有重要意义。本文引入ABB机器人(IRB120)为基础,研究并构建一套基于机器视觉的工业机器人锂电池载流片定位系统。整个系统包括机器视觉系统和机器人控制系统,由机器人本体及控制器、CCD相机、计算机、图像采集卡、光源及软件系统构成。整个系统通过机器人与CCD相机的坐标系标定,模板标定,CCD相机获取锂电池载流片图像,对图像特征进行预处理,分类标记功能,图像处理技术,目标定位算法处理后,将锂电池载流片的定位信息通过通讯传输给机器人控制器,控制机器人执行完成锂电池载流片的定位任务。     

基于机器视觉的多旋翼无人机追踪方法研究

为了解决现阶段视频中物体检测方法对目标较小的多旋翼无人机识别能力差、检测不准确等问题,提出一种基于神经网络多层级特征识别及跟踪无人机的方法.该方法包含前向跨阶段连接和反向特征构建两部分:前向跨阶段连接将神经网络每一阶段的输出层输入到其余阶段的输入层,反向特征构建部分是把上采样得到特征图与前向传播得到的特征图进行相加进而...     

基于误差标定的医疗机器人视觉跟踪方法研究

影像在疾病诊断和手术计划中占有重要地位,随着机器人技术的发展以及微创手术的广泛采用,影像与机器人构成一体,形成计算机集成外科手术系统。影像不仅是疾病诊断的重要工具,它也对手术机器人进行定位、引导,对手术器械进行跟踪和控制。由于视觉和机器人具有各自的坐标系统,它们之间存在误差,当在视觉空间控制机器人运动时,该误差会映射到机器人的轨迹上。在前期手术计划、机器人视觉控制、自动显微操作的研究成果基础上,研究计算机集成外科中的手术机器人轨迹精确控制问题。采用机器人在视觉空间的运动误差对视觉系统和机器人系统间的坐标系误差进行标定,从而精确控制机器人的轨迹。误差标定方法只需要让机器人走三个点就可以完成系统坐标标定。在实验中,利用视觉系统控制机器人运动,模仿微创手术中对机器人末端器械的导引,结果表明,采用递归标定方法可以将机器人的轨迹误差控制在2个像素范围内。     

模拟超小型旋翼飞行器视觉跟踪的实验平台

在进行超小型旋翼飞行器视觉跟踪实验过程中,由于天气等诸多不利因素,实验比较难,严重限制了进行相关技术的调试,为此开发了一辆方便高效的地面实验平台.利用铝合金的导轨、一辆四轮小车以及支架来组成超小型旋翼飞行器的机身.由力矩较大的伺服马达、钢丝绳以及驱动轮来组成飞行器的动力系统.另外,飞行器的控制系统由两部分组成:其一是在Visual C 6.0开发环境下编写的一个上位机控制系统;其二是以AT89C51为主控芯片设计了一个下位机控制系统.两个控制部分的目的都是为了实现对模拟飞行系统运动状态的控制.通过实验证明,该实验平台大大降低了所要进行实验时各方面因素的限制,方便了研究人员,缩短了研究周期.该实验平台同时也比较适合于进行其他超小型旋翼飞行器机载研究的初级阶段实验.     

基于视觉的小型四旋翼无人机自主飞行控制

提出为实现小型四旋翼无人机自主飞行控制,设计一种基于视觉的飞行控制方法,并搭建嵌入式控制架构飞行试验平台。在控制过程中,光流信息与姿态角信息进行融合用于估计无人机水平位置信息,利用获取到的水平位置信息作为内外环结构的比例微分积分(Proportion integration differentiation,PID)控制器外环反馈信息。不同于传统的基于地面站的控制架构试验平台,该飞行系统中采用了一个嵌入式控制架构的试验平台。该平台依靠机载嵌入计算机进行光流计算、运动状态估计,并采用机载飞行控制器执行控制算法。这种嵌入式控制架构工程实现难度高,但更利于实现四旋翼无人机的全自主飞行控制。试验结果表明,提出的设计方法取得了较好全自主飞行控制效果。     

视觉跟踪机器人中的图像系统研究

针对遥控行走机器人,设计完成了一套图像处理系统,用来完成机器人对外界情况进行显示,同时具有跟踪特征物体的功能.介绍了机器人的图像跟踪系统的原理与具体实现方法.     

多旋翼飞行器与飞行安全培训重点

农业航空是农业机械化在空中的发展和延伸,是现代化大农业应具有的重要特征和标志之一。农业航空与地面机械相比具有作业不受空间限制、作业质量好、效率高以及其播撒物对作业人员没有人身危害等明显优势。但是由于受到操作人员技术水平、飞行器本身可靠性以及环境、天气等主客观因素的影响,目前仍存在一定的安全隐患,也制约了农业航空产业的发展。为确保农业航空作业的安全,山东卫士植保机械有限公司建立了一整套系统完善的安全机制,其中最为关键的是执行严格教学,提高操控手的素质。他们自创了一套完善的教学体系和教案,并在现实教学培训中取得了很好的实战效果。我刊特将他们的培训教材选登如下,以期为关注农业航空的农民朋友提供科学实用的学习读本和实践参考。     

气象要素对多旋翼无人机飞行的影响

随着多旋翼无人机的广泛使用,多旋翼无人机飞行安全的气象保障工作越来越被重视,本文以影响多旋翼无人机飞行的气象要素为研究对象,分析不同气象条件特别是灾害性气象条件对多旋翼无人机所产生的影响,期望能为多旋翼无人机气象保障工作提供参考。     

基于工业CCD摄像机的机器人视觉定位系统研究

提出了一种基于工业CCD摄像机的机器人顶部视觉定位检测技术。CCD传感器感应由光学镜头聚焦的光线在其电荷收集品格阵列上产生的电荷来获得3D场景的视觉信息,并将其输送到图像采集卡。图像采集卡通过对场景信号解析,再通过机器视觉算法对机器人识别,并通过建立图像坐标与世界坐标之间的关系得出机器人的世界坐标,进而对机器人的移动进行导航。     

轻量化汽车焊接机器人视觉测量及焊接轨迹跟踪

分析了轻量化汽车中铝厢车箱体的组成及基本制作工艺,针对其工艺对其焊接机器人系统中的机器人本体、机器视觉定位与检测系统及控制系统进行了研究。根据双目立体视觉理论建立机器人视觉测量模型,运用计算机对视觉测量模型进行仿真求解计算,再用试验的方法进行验证。研究结果表明,焊接机器人在每米长度方向上焊接轨迹跟踪仿真误差在0.18 mm,仿真误差较小,说明运用双目测量理论的视觉测量模型跟踪精度较高,焊接机器人在每米长度方向上焊接轨迹跟踪试验误差0.2 mm基本一致,验证视觉测量模型的正确性,仿真及试验焊接轨迹跟踪误差完全满足实际生产需求。该研究为焊接机器人的工程应用及视觉测量技术在机器人轨迹跟踪方面的应用提供了有益的参考和借鉴。     

基于视觉的小型四旋翼飞行器跟踪系统研究

针对小型四旋翼飞行器跟踪地面移动目标的问题,提出一种基于视觉的地面移动目标跟踪方法并搭建了基于Linux的飞行实验平台。在跟踪过程中,由搭载的云台相机采集图像数据并使用Open CV库函数对图像数据进行实时处理;通过改进的压缩跟踪算法对图像数据中的目标进行实时的目标跟踪;通过建立的地面移动目标运动模型计算目标的位置状态信息;由ROS平台通过坐标系转换估计四旋翼飞行器运动数据并向飞行器的飞行控制系统发送具体的飞行指令。最后,通过具体的四旋翼飞行器目标跟踪实验来验证此方法的可行性。     

基于CMAC神经网络的机器人平面视觉跟踪

在手眼关系及摄像机模型完全未知的情况下,建立了眼在手上机器人平面视觉跟踪问题的非线性视觉映射模型,将图像特征空间和机器人工作空间紧密地联系起来。在此基础上,为将视觉跟踪问题转化为图像特征空间中的定位问题,设计了基于CMAC神经网络的视觉跟踪控制方案,并与PD控制器相并联构成视觉反馈控制。仿真结果表明该算法能完全消除稳态跟踪误差,具有很强的环境适应性,算法简单,易于实时实现。