發(fā)布時間：2021-11-25 15:37

　　隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展,工業(yè)機器人正逐漸地被應用到現(xiàn)代化的工業(yè)生產(chǎn)中。提高工業(yè)機器人的智能感知能力是當前工業(yè)機器人應用研究的熱點,將視覺檢測技術(shù)應用于工業(yè)機器人領(lǐng)域,用于提高機器人的加工質(zhì)量、工作效率、對環(huán)境的適應能力以及拓展機器人應用范圍都具有十分重要的意義。本文主要針對現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)中的智能檢測,將視覺檢測中的線結(jié)構(gòu)光三維檢測技術(shù)與UR機器人相結(jié)合,設(shè)計了一套UR機器人結(jié)構(gòu)光三維檢測系統(tǒng)。主要研究內(nèi)容如下:1.重點研究了該系統(tǒng)中視覺檢測原理與測量模型,針對六自由度UR機器人裝載相機激光器獲取待測物體三維信息,對UR機器人技術(shù)要點進行了分析。機器人正、逆運動學是指導機器人運動的核心部分,本文基于D-H參數(shù)法對UR機器人運動學進行分析,采用解析法對機器人的正向、逆向運動學進行求解,求得機械臂的位姿和各關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)角,并對機器人奇異性進行了分析。2.分析了 UR機器人結(jié)構(gòu)光三維檢測系統(tǒng)的標定模型,包括相機標定、手眼標定與光平面標定,采用了基于奇異值矩陣分解的方法,對光平面的位姿進行了求解,并分析了系統(tǒng)各坐標系間的轉(zhuǎn)換關(guān)系。3.針對檢測系統(tǒng)的整體要求與檢測的工作距離,對系統(tǒng)的硬件部分進行選型,包... 

【文章來源】：天津科技大學天津市

【文章頁數(shù)】：80 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－２?ＭｉｃｒｏＳｃｒｉｂｅ系列三維視覺測量儀??

?Ｉ?前言???ｆｌ?１??Ｗ?ｉＪｗ］??圖１－４?ＦＡＲＯ?ＳｃａｎＡｒｍ掃描測量臂??Ｆｉｇ．?１－４?ＦＡＲＯ?ＳｃａｎＡｒｍ?ｔｈｒｅｅ－ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ?ｓｃａｎｎｉｎｇ?ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ?ａｒｍ??Ｉ??圖ｌ－５ＡｕｔｏＧａｕｇｅ機器人測量系統(tǒng)??Ｆｉｇ．?１－５?ＡｕｔｏＧａｕｇｅ?ｒｏｂｏｔ?ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ?ｓｙｓｔｅｍ??在國內(nèi)，結(jié)構(gòu)光視覺檢測方面的研究起步較晚，并且其主要研究成果為高校、研??究所進行的理論研究和工業(yè)產(chǎn)品應用方面的研究。在理論研究方面，１９９３年，浙江??大學的余飛鴻［２５ｉ對結(jié)構(gòu)光圖像采集的電路進行了設(shè)計，以及對光柵的形成進行了研??究。２００３年，空軍工程大學的宋元鶴等［２６］在標定中利用雙目相機采集數(shù)據(jù)來進行補??償，使兩個相機分別在激光器的兩側(cè)拍攝，并對兩組信號同時處理，使其相互補償，??可提高檢測的精度和擴展了測量范圍。同年，中國科學院的劉偉軍等［２７］構(gòu)建了單目結(jié)??構(gòu)光的自由曲面三維測量系統(tǒng)，通過最小二乘法來求解坐標系間的關(guān)系，降低了計算??的復雜度的同時提高了穩(wěn)定性。２００４年，合肥工業(yè)大學張勇斌等［２８］利用十字線結(jié)構(gòu)??光對復雜的多臺階零件進行了檢測。２００５年，北京理工大學的劉國文等［２９］提出了一??種物體旋轉(zhuǎn)的全方位結(jié)構(gòu)光掃描系統(tǒng)，完成了物體的周視掃描重建。２００６年，黑龍江??省科學院自動化研究所的周麗麗等［３（）］利用光柵對物體表面的三維信息進行了檢測。同??４??

構(gòu)光三維檢測原理??結(jié)構(gòu)光三維檢測是基于光學三角測量法的一種三維檢測技術(shù)［４２，４３］。光學投射器將??一定模式的結(jié)構(gòu)光（本文采用的是線激光器）投射與待測物表面，當線激光平面與物??體相交時，光條會隨著被測物表面形狀產(chǎn)生調(diào)制，由另一位置的攝像機獲取光條的二??維畸變圖像，光條的畸變程度取決于相機和激光器的相對位置和被測物的表面輪廓。??固定相機和激光器，通過標定獲取二者之間坐標系的轉(zhuǎn)換關(guān)系，由畸變的二維光條的??圖像坐標可獲得物體表面的三維輪廓信息［４４４７］。結(jié)構(gòu)光三維檢測示意圖如圖２－１所示。??ａ（０，?〇，?Ｄｇｐ）?０，?Ｄｇｃ）??丨成Ｍ??；＼?＼?＼?／?ｉ??：＼?＼?＼?／?；??！?＼?＼?＼?／?！??ｚ”?＼?＼?Ｘ?Ｉ??＼?＼?Ｂ／／Ｚ?：??Ｙ?／＾７＼?Ｘ／?ｉ??乂一■Ｖｒｕｒ－Ｔ—Ｋｒ－ｕ?……??／?１／Ｖ??圖２－１結(jié)構(gòu)光三維檢測示意圖??Ｆｉｇ．?２－１?Ｔｈｅ?ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?３Ｄ?ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ?ｏｆ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄ?ｌｉｇｈｔ??圖２－１中，激光器由投射一線激光到待測物表面，形成調(diào)制后的激光光條??Ａ５，相機在ｑ采集光條圖像。為光平面，設(shè)被測物體坐標系為??相機坐標系為Ｏ－Ｉ，?Ｚ軸為沿相機光軸方向，（＾－尤尤為相機像平面坐標系，??為像平面的中心。在物坐標系中，光平面由點以０角投射到物體表面，光平面與物??坐標系的｝；軸平行，當沒有物體時線激光平面與＇軸交于（９。點，激光投射點在物??坐標系中的坐標值為（０，０，％），則光平面的方程為：??Ｚｇ＝－ｃｏ＼ｅ－Ｘｇ＋Ｄｗ?式（２－１）??

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
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本文編號：3518436