码垛机器人视觉系统设计

阐述了视觉系统的概念、组成、结构及其原理,并以码垛机器人在鞋材涂胶中的应用为例,验证了增加视觉系统后,码垛机器人提高了生产效率和作业精度.     

基于机器视觉的机器人写字技术的设计

针对教学与实验,提出一种基于机器视觉的机器人写字方法。以六自由度DENSOVP6242G机器人、信捷机器视觉和PC机为实验平台,通过机器视觉获取字符的图像信息,采用VC++编程,利用机器视觉自定义协议将图像传输给PC机;借助OpenCV库对图像进行阈值化、闭运算、细化和笔画分割等一系列的处理;利用图像处理得到字符坐标信息控制机器人的多轴联动,机器人控制器与PC机之间通过ORiN2连接,从而完成字符的书写。实验表明,在字迹清晰条件下该方法能够使机器人准确地写出机器视觉所看到的字符。     

基于机器视觉的水面巡航清洁机器人

针对小面积水域垃圾漂浮物打捞方式落后以及人工清理效率不足等问题,提出一种基于OPENCV机器视觉的水面巡航清洁机器人.机器人以STM32F103ZET6为控制器,采用边缘识别Sobel算子进行距离控制和航线规划,LBP级联分类器进行目标检测,联动推杆机构和摆动捕捞机构进行垃圾回收,以双无刷电机作为水中动力结构.机器人支持移动终端远程控制,搭载姿态模块进行侧翻预警,航行状态下目标识别率能达到86%以上.系统响应速度快,具有较好的抗干扰能力,对水域清洁维护具有重要意义.     

基于机器视觉的烹饪机器人锅具识别算法

全面介绍了基于机器视觉的烹饪机器人锅具识别算法,用于提取复杂背景中的锅具曲线.算法分为两个阶段:特征点确定、图像匹配.使用曲率作为特征点,给出了数字图像的离散特征点计算方法和加权Hausdorff距离识别锅具轮廓特征点.解决了图像因为旋转、位移、缩放造成图像形变以及由于锅具动作图像部分遮挡、动态模糊造成识别困难问题.实验表明该锅具识别算法能够高效地提取画面中的锅具轮廓,能较好地满足烹饪机器人示教系统的要求.     

机器视觉在精密测量中的应用

机器视觉技术正广泛地应用于各个方面,从工业检测到文件处理,从医学图象到遥感图象,从毫微米技术到多媒体数据库,不胜枚举,可以说,需要人类视觉的场合几科都需要机器视觉。文章围绕自行研制的二维显微摄象精密检测系统,描述了机器视觉的基本原理、基本组成以及制造业中精神测量的现状和发展趋势;展示了机器视觉技术在机械制造微尺寸精密测量中的成功应用,以及其在精确定量感知等方面特有的优越性。     

机器人视觉系统

本文论述了国内外机器人视觉系统的产生、现状、及今后的发展趋势,探讨了国内发展机器人视觉系统的目的和可能性。     

基于机器人系统的3M技术研究

介绍了机器人系统在3M技术中的应用,并详细介绍了机器人系统的关键技术:机器人标定技术、机器视觉技术和离线编程技术。经过标定后机器人系统绝对精度大幅度提高,可满足机器人"手持"测量工具进行测量的需要,同时通过机器人模型和运动学方程,将测量数据建模,生成统一世界坐标系下的加工路径,将生成的加工路径通过离线编程技术转化成机器人系统的运动指令,控制机器人进行加工,因此机器人系统在测量、建模和加工过程中发挥了非常重要的作用。同时介绍了一种机器人系统在3M技术中的典型应用,并开发了智能测量、建模及加工机器人一体化系统,该系统集成了透明件测量、自由曲面建模、机器人离线加工等先进技术,满足了用户需求,已经成功应用于透明件研磨抛光领域。     

基于机器视觉的除草机器人杂草识别

根据杂草颜色特征,提出了新的图像分割算法,在RGB空间直接将杂草从土壤背帚中分割出来。首先顺序搜索图像中每一个像素点,如果当前像素RGB值中G〉R且G〉嚣,则将该像素值置1（杂草）,否则为0（背景）,从而完成图像分割。然后采用8邻域消除孤立点,并确定杂草区域位置。利用VisualC＋＋开发了除草机器人杂草识别软件,设计了除草机器人结构模型。试验表明,该分割算法实时性好,可有效识别出杂草,并能够适应户外自然先变化。除草机器人机械臂能够准确定位,完成除草动作。     

基于机器视觉的无线遥控仓库火灾预警机器人

设计一种能实现远程遥控,检测仓库周围有无火灾,若有火灾发生,及时报警并灭火。通过寻迹摄像头完成寻迹功能,通过可旋转的侦查摄像头,全方位地侦查仓库周围环境有无火灾现象。改变传统依靠人或者固定摄像头发现火灾现象并预警的不及时性和漏报的情况。大大提高检测性能。该设计采用MC9S12XS128单片机为机器人主控制核心,采用STC5410AD单片机为操作平台的控制核心,采用直流无刷电机及控制电路为机器人驱动部分。采用多传感器实现火源检测、图像传输等功能。软件设计采用C语言开发。整个系统设计灵巧,具有高可靠性、高灵敏性、低误报率等特点,使用效果良好。     

双目立体视觉技术在果蔬采摘机器人中的应用

采用双目立体视觉技术获取温室内果蔬的三维位置信息,用于指导果蔬采摘机器人进行自动化采摘作业.试验以植株上成熟的番茄作为研究对象,利用立体摄像机获取不同距离的成熟番茄的立体图像对,通过对图像进行灰度图像处理,将彩色图像转换为灰度图像.然后根据灰度图像对中像素点的相关性进行立体匹配,计算像素点的位置信息而获得一幅深度图像.最后对照番茄形心在深度图像中的位置,获取番茄的三维位置信息.试验结果表明,立体摄像机与番茄的距离小于1000mm时,番茄的距离误差为±20mm.     

四自由度码垛机器人性能优化方法

码垛机器人是自动化车间最常用的工业机器人之一,合理的现场布置方案和控制方法可以有效地提升码垛机器人的运行性能,提高生产效率。本文主要从基于最优路径的现场布置方法和基于平均速度的控制逻辑两个方面对四自由度码垛机器人性能优化方法进行了研究。     

基于多项式拟合插值函数的码垛机器人轨迹规划

以四自由度码垛机器人为研究对象,基于关节空间提出一种新型多项式拟合插值的运动轨迹规划方法。该方法不仅能够保证其速度、加速度甚至冲击有界且连续,还可得到不同限制条件下机器人最短执行时间;同时根据码垛机器人的特殊结构和特定运动模式,基于机器人末端运行路径实现了对关节运动过程的进一步合并优化,使得编程控制简单化。基于MATLAB软件对拟合曲线实现了仿真,分析对比了对称型及非对称型拟合曲线各自的性能。最后,在TRIO Motion Perfect软件环境下实现了码垛机器人实验运动控制。结果表明,该运动轨迹规划方法准确可行且工作效率高。     

基于PLC的控制系统在机器人码垛搬运中的应用

介绍了机器人码垛搬运生产线的一个基于PLC的控制系统应用实例。该系统采用工控机和PLC组成上下位机控制系统,上位机主要进行指令控制、数据信息管理等,下位机主要负责系统运行中的逻辑控制。上下位机之间采用自由口通信模式进行数据通信,用户可以自己制定通信协议,使系统控制更加灵活和方便。实际应用表明,该控制系统可以实现自动码垛搬运,运行可靠、稳定。     

一种机器人最优加速度轨迹规划算法研究

针对机器人调试过程中遇到的超限问题,提出了一种满足运动约束的加速度最优T型速度曲线控制方法,利用拉格朗日法分析了码垛机器人的动力学性能,论述了机器人轨迹规划算法的实现过程.该算法在保证运动平稳的基础上,充分发挥了驱动关节的驱动性能.与传统速度曲线的对比表明,无论单轴还是轴组模式下,机器人的控制效果均得到了明显的提高.     

小波变换在多仿生机器鱼视觉系统中的应用研究

针对集控式多仿生机器鱼系统（multiple robot fishes coordinate System，MRFS）的实际要求和特点，采用小波变换对图像进行去噪处理．利用图像与噪声的小波模极大值随尺度变化大小不同，通过极大模点在各个尺度的取值来确定噪声的位置和特征，从而完成去噪目的．     

机器视觉技术及其在机械制造自动化中的应用

随着视频技术和红外成像技术在机械制造业中的广泛应用,一些应用场合优先利用计算机视觉技术,由计算机替代监控人员进行图像理解。文中简要介绍了机器视觉系统的基本组成,在已有的或设想的一些应用实例的基础上,详细分析了机器视觉技术在机械制造及其自动化中应用,重点阐述了在检测和测量方面的典型应用,并探讨了机器视觉广阔的应用前景。     

基于视觉的机器人模糊自适应阻抗控制

对未知环境下具有6个自由度工业机器人的视觉/力反馈混合控制进行研究.首先,建立被跟踪曲线图像特征与机器人关节角度的映射关系;其次,由机器人离散阻抗控制规律描述机器人末端在受限表面移动时与受限表面产生连续接触的条件,并根据接触力的变化对阻抗模型参数进行模糊调节;最后,在未知物体表面对末端固定安装单摄像机和力传感器的6个自由度机器人进行力跟踪试验研究.研究结果表明:该阻抗控制具有较强的未知物体表面曲线跟踪能力和较高的力控制精度,曲线跟踪算法简单,不要求对视觉传感器进行精确标定,模糊控制器实时地调整阻抗参数,使系统稳定而且具有良好的动态品质,是一种有效的视觉/力反馈混合控制方法.     

机器人立体视觉模块的故障诊断

针对机器人的视觉模块，提出了一种故障诊断的算法．该方法根据极线几何理论，利用基本矩阵离线地得到故障诊断的期望范围，再根据匹配像素点是否落在期望范围内判断视觉模块当前是否存在故障．与常规方法相比，不需要增加额外的传感器，且占用系统资源较少，具有相当好的实时性．实验证明，利用该方法进行故障诊断的错判率和漏检率均在3％以下。     

基于全景视觉的海上救助机器人

针对海上搜救的背景,研究了基于全景视觉的移动机器人进行海上救助的关键技术。首先,提出了基于颜色模型的图像分割方法,运用区域增长的方法处理分割图像并进行目标定位。然后,配合声纳传感器对目标进行准确的抓取。最后,通过实验检验图像分割和目标定位的精度,验证了该方法运用到海上救助系统的可行性。