隨著人口老齡化的加劇和智能化技術(shù)的提升,使得工業(yè)機(jī)器人市場與產(chǎn)業(yè)迅猛擴(kuò)展。機(jī)械臂作為機(jī)器人領(lǐng)域中典型的一種機(jī)械裝置,在工業(yè)、醫(yī)療、文娛等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。抓取是機(jī)械臂執(zhí)行的最重要的任務(wù),是分揀、裝配、上料、焊接、噴涂、手術(shù)等機(jī)器人自動(dòng)化過程中的關(guān)鍵的技術(shù)。工業(yè)、醫(yī)療場景,對(duì)機(jī)械臂抓取的魯棒性、抓取精度、對(duì)復(fù)雜環(huán)境的適應(yīng)能力都有很高的要求。本文以散亂堆疊小物體為研究對(duì)象,圍繞機(jī)械臂的抓取系統(tǒng)搭建、3D物體重建、點(diǎn)云識(shí)別定位與機(jī)械臂控制技術(shù)展開研究,提出了一種對(duì)非規(guī)則目標(biāo)的3D視覺引導(dǎo)抓取系統(tǒng),完成對(duì)非規(guī)則目標(biāo)進(jìn)行可靠、快速和精確抓取。本文主要的研究內(nèi)容和貢獻(xiàn)包括:針對(duì)散亂堆疊小物體的工業(yè)抓取需求,搭建了穩(wěn)定可靠的機(jī)械臂抓取系統(tǒng),針對(duì)不同的抓取場景需求,設(shè)計(jì)了基于固定平臺(tái)的面結(jié)構(gòu)光抓取系統(tǒng)與基于傳送平臺(tái)作業(yè)的線結(jié)構(gòu)光抓取系統(tǒng)。系統(tǒng)可分為立體視覺模塊、點(diǎn)云處理模塊和抓取控制模塊。在立體視覺模塊,采用面結(jié)構(gòu)光與線結(jié)構(gòu)光的方法實(shí)現(xiàn)目標(biāo)三維重建,并建立3D模板庫。點(diǎn)云處理模塊對(duì)獲取的點(diǎn)云進(jìn)行去噪之后,運(yùn)用模板匹配算法將標(biāo)準(zhǔn)模板與預(yù)處理后的場景點(diǎn)云進(jìn)行配,得到匹配參數(shù)后,利用手眼標(biāo)定參數(shù)計(jì)算出機(jī)器...

【文章頁數(shù)】：89 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 引言
    1.1 研究背景及意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 視覺傳感技術(shù)
        1.2.2 位姿估計(jì)技術(shù)
        1.2.3 機(jī)械臂抓取技術(shù)
    1.3 本文的主要研究內(nèi)容
    1.4 論文的組織
第2章 基于3D視覺的機(jī)械臂抓取系統(tǒng)設(shè)計(jì)
    2.1 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
        2.1.1 視覺模塊硬件選型
        2.1.2 抓取模塊硬件選型
        2.1.3 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
    2.2 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
    2.3 本章小結(jié)
第3章 系統(tǒng)參數(shù)標(biāo)定及誤差分析
    3.1 結(jié)構(gòu)光模塊標(biāo)定
        3.1.1 單目相機(jī)標(biāo)定
        3.1.2 線結(jié)構(gòu)光系統(tǒng)標(biāo)定
        3.1.3 面結(jié)構(gòu)光系統(tǒng)標(biāo)定
    3.2 機(jī)械臂標(biāo)定
        3.2.1 TCP標(biāo)定
        3.2.2 手眼標(biāo)定
    3.3 標(biāo)定實(shí)驗(yàn)和結(jié)果分析
    3.4 本章小結(jié)
第4章 基于結(jié)構(gòu)光的場景快速三維重建
    4.1 結(jié)構(gòu)光分類及原理
    4.2 線結(jié)構(gòu)光三維重建
        4.2.1 激光條紋中心線提取
        4.2.2 線結(jié)構(gòu)光三維重建
    4.3 面結(jié)構(gòu)光三維重建
        4.3.1 面結(jié)構(gòu)光編碼
        4.3.2 面結(jié)構(gòu)光解碼
        4.3.3 面結(jié)構(gòu)光三維重建及結(jié)果分析
    4.4 本章小結(jié)
第5章 基于三維點(diǎn)云和圖像信息的目標(biāo)檢測方法
    5.1 模板庫建立
    5.2 點(diǎn)云濾波去噪
    5.3 模板匹配
    5.4 本章小結(jié)
第6章 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
    6.1 位姿估計(jì)
    6.2 機(jī)械臂抓取實(shí)驗(yàn)與誤差分析
    6.3 本章小結(jié)
第7章 總結(jié)與展望
    7.1 總結(jié)
    7.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
作者簡歷及攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果



本文編號(hào)：3842107