基于单目视觉的障碍物定位和测量

障碍物定位与测量是智能移动机器人自主运动的核心问题之一。研究了一种结合障碍物色彩属性和接触边缘属性的算法,通过单个视觉传感器实现平坦路面中障碍物的定位和测量。该算法以图像中已知路面范围的外观属性为基准对图像进行初步处理,依据障碍物和地面接触边缘属性对障碍物进行初步定位,在障碍物上选择区域,以该区域外观属性为基准对图像进行二次处理,得到障碍物在图像中占据范围,结合视觉传感器成像原理,对障碍物位置和尺寸进行标定和测量。以轮式移动机器人为实验平台,验证所提算法的可行性和精度,最终测得其定位误差为1.6%,测量误差为1.5%。     

基于机器视觉的自动导引车辆障碍物检测

给出了一种利用机器视觉技术来检测AGV可导航区域和障碍物的方法。这种方法对检测出的角点和轮廓特征进行跟踪确定同一场景不同图像中特征的对应关系。利用投影不变性原理检测出共面的5点，然后计算出地面在两幅图像中投影的变换关系。利用此变换关系预测角点的位置并将其与实际的位置比较判断其是否在地面上，据此对初始检测出的地面区域进行生长，得到初始的可导航区域。利用轮廓跟踪和匹配的结果进一步判断检测到的目标是否是障碍物。试验表明，该方法计算量适中，结果可靠。     

NAO的单目视觉空间目标定位方法研究

为了实现单摄像头工作的双足机器人NAO的视觉定位,采用单目视觉技术,建立一个空间点定位模型。根据摄像机的小孔透视模型,将图像中的二维坐标通过几何关系映射为机器人坐标系中的三维坐标,实现NAO基于单目视觉技术对空间目标定位。进行了定位实验,实验结果误差在允许范围之内,验证了该定位方法的实际可行性。     

基于单目视觉的自主牵引机器人研究

采用单目相机设计了一种在空间内能够跟踪靶标的自主移动机器人系统,它主要包括单目视觉系统、移动机器人平台、无线模块、上位机及控制软件。上位机控制软件首先对通过无线图像采集模块获得图像进行图像处理与特征提取,获得靶标的在图像坐标系下的当前位置信息,然后与靶标的目标位置进行比对,获得机器人的运动控制量,进而控制机器人始终跟踪靶标,从而实现了基于图像的机器人在空间位置控制过程。     

基于单目视觉的轴孔零件定位系统设计

针对轴孔零件精密装配过程中单目视觉定位系统的使用困难,设计了一种基于单目视觉的轴孔零件定位系统,提出了基于图像特征的零件倾斜角计算方法,可直接判定零件倾斜姿态。通过对椭圆快速检测算法进行优化,减小噪声影响,实现了高精度检测。最终通过该系统实现了轴孔零件的准确定位,提高了轴孔零件自动装配的成功率。实验证明,提出的方法能够在单目视觉条件下准确得到待装配零件的空间位置信息,满足同轴度要求15μm级的轴孔精密装配需求,具有较好的工程应用价值。     

基于单目视觉的轮式机器人同步定位与地图构建

如何降低计算复杂度是视觉机器人同步定位与地图(SLAM)构建的热点问题.提出一种基于单目视觉的低计算复杂度的轮式机器人同步定位与地图构建算法.该算法在观测步通过图像处理与分析,识别特征点并进行定位,将轮式机器人的视觉投影与空间物体的几何关系转换为计算机器人相对特征点的距离和角度.整体算法步骤按照预测、观测、数据关联、更新、地图构建的递推算法进行同步定位与地图构建.提出的算法可识别环境目标,并进行平滑运动.在滤波观测步只处理单帧图像数据,和Active Vision和立体视觉方法相比,降低了算法的计算复杂度.     

基于机器视觉的齿轮自适应测量系统设计

针对采用传统方法进行齿轮测量时容易遇到测量困难与测量效率低等问题,设计了一种基于机器视觉的齿轮自适应测量系统,由机器人结合视觉定位将齿轮抓取至检测平台,利用Halcon图像处理软件提取齿轮对应参数,根据齿轮参数自动生成合适的阈值以完成多批齿轮共同测量,同时机器人利用测量信息对所测齿轮进行分组。研究结果表明,系统可以识别出不同类型的齿轮,齿轮的参数检测精度误差可以达到±0.02mm,图像系统响应时间为0.2262s,该系统大大提高了测量效率,降低了测量所需的人工成本。     

基于机器视觉的工业机器人定位系统研究

随着《中国制造2025》提出,工厂对“智能制造”的战略地位迅速提升。工厂对智能设备的要求越来越高,传统的工业控制技术早已不能满足高质量产品生产的指标要求,尤其是在一些精度要求高、产品前沿报废率低的企业。近年来,机器视觉技术发展迅速,能够适应高要求、高精度的定位需求,机器视觉的引入极大的拓展了机器人的应用领域,对工业自动化发展具有重要意义。本文引入ABB机器人(IRB120)为基础,研究并构建一套基于机器视觉的工业机器人锂电池载流片定位系统。整个系统包括机器视觉系统和机器人控制系统,由机器人本体及控制器、CCD相机、计算机、图像采集卡、光源及软件系统构成。整个系统通过机器人与CCD相机的坐标系标定,模板标定,CCD相机获取锂电池载流片图像,对图像特征进行预处理,分类标记功能,图像处理技术,目标定位算法处理后,将锂电池载流片的定位信息通过通讯传输给机器人控制器,控制机器人执行完成锂电池载流片的定位任务。     

基于机器视觉的FPC角度定位算法的研究

自动上料设备在柔板的加工工艺中起着极为重要的作用,由于柔板的特性和加工工艺要求,基于视觉定位的自动上料设备成为了主流,而视觉定位中,主要任务是获得工件相对于标准位置的偏移量以及偏转角度,其中偏转角度对精度的影响很大,成为定位研究的难点和关键点。在对上料过程中定位的重要性论述后,重点分析推导了角度定位算法,为以后的工程应用奠定了理论基础。     

基于单目视觉的双机器人协同标定技术

由于机器人的基坐标系隐藏在底座内部,导致双机器人基坐标系间位姿关系的测量变得十分困难,而该关系作为机器人离线编程、协同控制的基石,对于多机器人系统的正常工作至关重要。为此提出了基于单目视觉的协同标定方法,利用单目视觉和棋盘格标定板求解双机器人基坐标系间位姿相对关系并使用激光跟踪仪标定法作为对照对双机器人基坐标系关系进行了标定,并通过双机器人位姿协同实验对标定的结果进行验证,最终得到基于单目视觉的协同标定方法所对应的双机器人位置协同误差最大值为1.278 mm,最小值为0.601 mm;姿态协同误差最大值则为0.481°。     

基于机器视觉的光学元件表面洁净度检测仪研制

针对SG-III精密光学元件表面洁净度检测特点,提出了基于机器视觉的检测方案。设计了三维电控平台和夹持架,选用步进电机和光栅尺实现闭环高精度控制,采用线阵CCD作为图像采集设备,选用卤素灯作为光源,利用图像处理技术得到污染物的特征参数。对340mm*340mm的光学元件测试表明,检测仪能在11分钟内完成单面扫描和分析,识别15μm以上的污染物,大大提高了检测效率。该技术可应用于多种精密表面检测项目。     

基于机器视觉系统对磁芯零件进行在线分级

机器视觉已成为无损检测技术中的一个重要分支,利用机器视觉系统获取磁芯产品图像,通过图像预处理、图像分割、特征提取、图像分析,输出检测结果的控制信号,再借助于PLC控制执行机构,最终达到对磁芯进行在线分级的目的。     

基于激光点的空间物体的视觉测距方法与试验研究

建立了考虑一阶径向畸变的摄像机标定模型,利用视觉系统对图像处理的亚像素,逐步求解出摄像机的内外参数,对Cognex视觉系统进行了简便、快速、准确的标定,并通过激光点空间定位试验验证了该方法具有较高的精度和良好的实时性.     

机器视觉检测在电子接插件制造工业中的应用

电子插接件的生产具有产量大、效率高和产品质量要求严格的特点,而日臻成熟的机器视觉检测技术极为适合其制造质量的在线检测。文中介绍了应用机器视觉检测技术对电子接插元件制造质量进行在线检测的过程,并以其冲压阶段中典型质量缺陷的检测为例阐述了机器视觉检测系统构建、算法和应用问题。     

KDP晶体表面残留颗粒的机器视觉检测方法研究

KDP晶体是一种优质的非线性光学材料,广泛应用于激光核聚变等军工、国防领域。KDP晶体材质特殊,需采用超精密加工技术进行加工,加工过程中的杂质和抛光清洗液中的纳米级羰基颗粒容易吸附在其表面,对其光学特性影响很大。采用机器视觉技术检测晶体抛光清洗后表面残留颗粒,使用光学显微镜获取表面微观图像,经过图像存储、图像增强、边缘检测和图像分割等操作,将残留颗粒特征提取出来,然后进行图像标定、图像测量得到残留颗粒分布状态,对于评价KDP晶体清洗结果、指导清洗过程和保证晶体表面质量有重要作用。     

基于机器视觉技术的药品瓶包装在线检测系统

针对药品玻璃瓶包装的检测,提出了一种基于机器视觉技术的、适于实时在线检测和控制的方法。介绍了基于HALCON机器视觉软件的药品玻璃瓶包装在线检测系统的硬件结构组成、软件平台及结构层次以及在药品瓶包装批号、装液量、标签检测中的实际应用;指出了检测系统的特点与应用前景。     

基于机器视觉的电子器件在线检测分选系统

针对一种声表面波滤波电子器件,设计了基于机器视觉的电子器件在线检测分选系统,详细论述了机器视觉系统的硬件组成和工作原理。在搭建系统硬件平台后,采用Qt应用程序框架,结合OpenCV开发了一套电子器件在线检测分选系统软件。经过大量实验和长时间实际生产运行表明,该系统检测速度快、识别准确率高、成本预算低,完全满足现代工业在线检测的需要。     

船用弯管几何参数的机器视觉测量方法研究

针对传统船用弯管接触式测量方法测量时间长,工作量大,精度不高,可能使管件表面变形而导致测量失真的问题,首次提出了一种新的基于机器视觉的船用弯管测量方法,设计并构建了一个双目相机的测量系统。通过基于Open CV图像处理平台的双目立体标定,改进的图像滤波,亚像素边缘检测,特征提取与匹配等操作,实现了船用弯管几何参数的实时、准确、非接触测量,同时给出了弯管的重建结果。测量实验结果表明:弯管外径测量误差为0.051mm,基本达到了测量精度高的要求,有一定的应用价值。     

高速加工对机床传动与结构的影响

分析了高速加工对机床的新要求,阐明“零传动”是高速机床理想的传动方式。着重研究了高速电主轴和直线电机高速进给单元的结构特点和设计原理,提出了改善高速数控机床热态与动态特性的方法与措施。最后对加快我国高速数控机床生产与技术的发展提出了若干建议。     

面向高能效制造的数控机床发展展望

阐述了以知识为基础的高能效制造的涵义,探讨了在机床产品开发及应用中融入高能效制造理念,以提高资源效用与产品附加值。开展高能效制造技术研究将成为机床企业提高自主创新能力,增强其产品竞争力的有效途径。