随着现代工业和人工智能行业的发展,机器人技术正在朝着轻量化、智能化方向快速发展,机械臂作为智能机器人的主要执行设备,越来越青睐于使用柔性结构,柔性结构因其操作性好、结构紧凑、阻尼小等优点被广泛应用在各个领域中。但是因其固有的弹性作用,在受到外力干扰时,不可避免产生振动现象,并且这些振动会对结构的使用寿命产生不可逆的影响。因此,本文提出一种基于线结构光视觉柔性臂振动测量方法,实现在柔性臂末端负载时能准确测量其末端振动位移情况,利用其非接触测量的特点,能很好的避免传统接触式测量对柔性臂结构特性的改变以及对振动测量结果的影响。文章主要以刚柔耦合双关节机械臂为对象进行研究,建立机械臂动力学模型、针对光条纹特征信息提取研究、相机和激光平面标定方法的研究以及振动测量实验研究,主要研究内容如下:首先,对末端负载的柔性臂利用假设模态法进行弹性变形描述,利用Lagrange方程推导得到刚柔耦合双关节机械臂的动力学方程,得出模态频率理论值,再通过ANSYS软件进行模态仿真以验证理论推导结果的准确性,为后续实验提供可靠的理论基础。其次,研究光条中心特征点提取的方法,获取更加精确的光条特征点信息。先对采集的光条图像进行滤波去噪处理,利用阈值分割算法提取光条中心,经骨架细化后,采用均方灰度梯度法寻找法线方向,在此基础上使用灰度重心法来精确求取光条中心位置。经过实验对比,此方法有效地保留了光条原始信息,在提取精度方面也得到了较大的提升。然后,针对线结构光视觉系统中相机和光平面进行标定,建立测振系统数学模型。在对相机标定时剔除少量不清晰的图像,有效提高了标定结果的精度;利用标定后的相机采集不同角度拍摄光条图像,在MATLAB软件中进行编程来提取有效的光条信息进而完成对光平面的拟合,最终获取系统数学模型,标定过程简单高效,并通过实验验证算法的可行性。最后,搭建基于线结构光视觉的负载柔性臂振动位移测量实验平台。设计基于LabVIEW软件的测量程序,分别进行四组末端负载的柔性臂振动测量实验,并将结果与压电测量结果进行对比,实验结果平均差异率仅为1.2%,从而验证了线结构光测振系统方法的可行性和有效性。图[48]表[11]参[81]