基于双目视觉的工业机器人目标定位与抓取系统研究

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双目视觉作为计算机视觉领域研究的热点内容之一,其可以实现对目标物体环境信息的获取与重构,故其在目标定位方面应用广泛。为了使机器人能够代替工人完成复杂、危险作业环境中的工作以及减轻工人的劳动量,本文研究了在双目视觉的引导下,使机器人自动进行目标定位与抓取。本文主要研究了以下几个方面的内容:(1)研究了常用图像预处理算法,抑制了目标图像的噪声和增强了目标图像的细节特征。通过对特征提取、边缘提取建模和模板匹配的分析,提出了基于灰度变换的边缘提取算法。(2)通过对摄像机成像模型及双目摄像机数学模型分析,在Halcon视觉开发环境下进行算法开发,再转成C代码,使用“binocular_calibration”算子进行了双目标定,“calibrate_hand_eye”算子执行手眼标定确定左相机与机器人底座的相对位置关系。(3)为了使数据处理简单,本文将双目视觉系统由非标准极线几何结构转为标准极线几何结构,提出了采用基于图像金字塔的方式的亚像素轮廓作为形状模板进行目标定位的方法,并以实验验证了匹配效果。(4)提出采用基于区域的相关性立体匹配技术实现立体重构,选用eye-in-han d手眼模型,设计了以JLRB20机器人为平台的整套系统。通过抓取实验验证了系统稳定性,最后对抓取误差进行了分析,验证了系统的可靠性。
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