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随着计算机科学的快速发展,使得机械制造加工的智能化成为可能。示教型工业装配机器人也开始向智能化方向发展,而机器视觉是实现智能化装配的重要途径。本文以机器人轴孔装配为对象,研究基于视觉的目标识别与定位问题。 首先,实现了双目云台相机和单目手眼相机标定。通过标定云台双目相机和机械臂手眼单目相机,获得了各相机的参数;对比了OpenCV标定与Matlab标定工具箱对相机标定的结果,两者中的最大相对误差不超过0.6%,并且分析了误差产生的原因。 其次,提出了获取轴孔目标及其位姿信息的方法。通过包括图像颜色阈值和轮廓匹配等主要图像处理手段,去除工作场景图像中的复杂背景,有效的提取出了目标轴/孔;采用最小外接矩形和 Hough直线检测,获得目标形心及母线;通过极线约束,匹配对应的形心点;利用最小二乘法求出目标轴/孔在相机坐标系中的空间位姿。间接测量的实验方法表明,最终计算出的空间点误差在1mm以内,轴线姿态在1.4°以内。 最后,研究了基于 Marker的目标位姿虚拟现实技术。利用计算出的目标位姿结合OpenGL三维绘图工具在Marker坐标系下建立虚拟实体的模型,并转换到相机坐标系下。通过定性观察计算出的虚拟目标位姿和实际位姿的偏差,验证了本文所提出目标位姿获取方法的有效性。