基于树莓派的机械臂视觉抓取系统设计

针对快递物流企业中,包裹供件智能化的需求,提出了一种基于树莓派的机械臂视觉抓取系统.通过运用相机校准、机械臂手眼标定、图像识别、机械臂控制等方法,实现了物体的准确、快速抓取.该系统在快递物流分拣、人工智能相关专业教学等领域具有一定的应用价值.     

基于机器视觉的多机械臂煤矸石分拣机器人系统研究

现有煤矸石分拣方法主要是根据煤和岩石的纹理特征值,利用图像处理和模式识别技术对煤矸石进行识别分选,分选的煤矸石粒度为25～150mm,而对于150mm以上的煤矸石仍依靠人工进行分选。为了对大粒度煤矸石进行分拣,设计了一种基于机器视觉的多机械臂煤矸石分拣机器人系统。该系统采用机器视觉采集煤矸石信息,应用深度学习方法实现煤矸石识别和抓取特征提取;在获取煤矸石序列信息后,根据煤矸石位置进行排序工作,并通过多目标任务分配策略将抓取任务下达给相应机械臂控制器;机械臂获取任务后,根据获得的任务对目标进行动态监测,当目标进入机械臂工作空间后由视觉伺服系统驱动机械臂完成煤矸石分拣。试验结果表明,该系统可对粒度为50～260mm的煤矸石进行高效、快速分拣,所采用的煤矸石识别方法和分拣策略在不同带速下具有良好的稳定性和准确性,煤矸识别与定位的综合准确率可达93%,验证了该系统的可行性。     

基于机器视觉的三轴机械臂分拣装置设计

针对当前市场上视觉抓取装置操作复杂、移植难度大的问题,本文介绍了一款基于机器视觉的三轴机械臂分拣装置的设计方案。利用单目相机对运动状态下的物体进行图像数据采集,然后对物体图像数据进行处理,从而确定待检测物体的形状和位置,由运动控制模块控制三轴机械臂实现物体的分拣操作。系统基于.Net Framework平台进行软件开发,本装置的硬件部分基于STM32和FPGA设计运动控制模块、基于STM32设计抓取模块和传动模块、基于EmguCV库设计图像采集模块。该装置可在手动模式和自动模式下进行运动状态物体的准确抓取与分拣放置。最后,本文在装置自动模式下对不同运动速度、不同形状、不同颜色的物体进行分拣测试,平均成功率达到96%。结果表明,文中设计的方案具有可行性和有效性。     

基于机器视觉的圣女果采摘机械臂的动作研究

针对当前圣女果采摘机器人无法保证带蒂采摘的问题,提出一种通过机器视觉进行圣女果姿态分析进而生成特定的机械臂采摘动作的方法;该方法通过模拟人手采摘流程,能够使得机械臂末端执行器到达采摘位置时与圣女果的果蒂方向保持一致;整体系统包括对成熟圣女果的目标检测,测距算法的实现,圣女果方向识别以及机械臂动作生成;根据轮廓拟合算法的思想进行算法改进,实现针对圣女果的更加精确、稳定的方向识别算法,从而获得机械臂末端执行器与圣女果果蒂方向一致的目标位姿,进而实现相应机械臂采摘动作的生成;多次实验表明,改进后的对于圣女果方向的识别算法相较于传统轮廓拟合算法而言误差角度更小,对于不同姿态圣女果的方向识别更具稳定性,因此更加适用于实际采摘流程中根据圣女果姿态生成机械臂的特定采摘动作。     

机械臂视觉伺服控制系统的设计

针对传统机械臂无法更好的适应外部坏境的变化,提出了基于双目视觉的机械臂伺服控制系统的设计。首先用D-H建模法对机械臂进行运动学分析以及运动学求解,然后利用数字图像处理技术,基于SURF特征完成目标物体的识别以及双目立体视觉的测量,从而为机械臂的动作提供目标物体在空间中的坐标。最后,对目标测距的精度进行了结果验证,并完成抓取动作。     

基于机器视觉的电子多臂摆臂响应时间检测系统

针对高性能电子多臂控制执行机构国产化过程中,对吸铁摆臂响应时间等关键参数无法定量测定的现状,研制了基于机器视觉的电子多臂摆臂响应时间检测系统.该系统基于机器视觉的非接触式测量方法,采用通用计算机、图像采集卡、数据采集卡及自制测试平台构建虚拟仪器系统,通过自行设计的测控软件实现对电子多臂摆臂响应时间的测定.测试结果表明,该系统可有效地测定电压、气隙、温度等参数改变对摆臂响应时间的影响,从而为电子多臂控制执行机构的国产化研究提供可靠依据.     

基于OpenCV的机器视觉尺寸测量研究

通过对激光测距传感器与机器视觉的研究利用激光测距传感器、视觉传感器相结合的方法,提出了一种不同于结构光和双目尺寸测量的更为简单有效的新方法和新技术。首先对灰度直方图比较分析选取了最佳滤波方法,然后通过激光测距传感器测距和单目视觉传感器进行边缘的精确检测。激光测距传感器实现了对采样目标车厢进行快速测距定位,计算出采样机械手与目标车辆的相对位置关系。视觉传感器准确识别车厢尺寸及定位,为煤炭采样机械手自动采样提供了实现基础。检测目标是拉煤货运火车车厢,给煤炭采样行业带来更为简单有效,准确的目标定位的识别系统和方法。     

基于机器视觉的挂弹平台控制系统开发

针对挂弹车挂弹过程中,存在人工成本高、工作效率低、劳动强度大等问题,研发了一套基于机器视觉技术的全自动挂弹控制系统。该控制系统以全向行走小车为粗定位,以六自由度运动平台为精定位。以飞机挂架为定位基准,相机测量挂架与导弹滑块之间XY轴方向位移、绕Z轴回转角度分别作为XY轴位置输入、绕Z轴的姿态输入;激光测距传感器测量挂架与导弹滑块之间的Z轴方向位移、绕Y轴俯仰角度分别作为Z轴的位置输入、绕Y轴的姿态输入。经由工控机和单片机组成控制系统运算处理,伺服电机输出脉冲控制XY运动平台定位挂装。提出了XY运动平台回零方法,基于OpenCV库开发了视觉识别定位算法,设计了控制系统人机交互软件。结果表明,所设计的控制系统结构合理,识别精度高,为提高挂弹效率,减少飞机再次出动时间,节省人力成本提供了解决方案。     

基于机器视觉的颗粒物包装袋识别与摆正系统

在颗粒物包装袋生产线末端环节过程中,包装袋易出现歪斜、折叠问题,影响包装效果,增加加工成本.设计了基于机器视觉的颗粒物包装袋识别与摆正系统,该系统采用CCD图像传感器获取颗粒包装袋图像,通过上位机对该图像的边缘和点特征进行提取,识别颗粒物包装袋偏斜角度及偏移方向,下位机通过串口读取上位机处理所得包装袋偏移信息,并将此信息转换为摆正电机的步数及方向,以及控制吸盘装置吸起包装袋,根据转换的结果对摆正电机的运转和机械臂的转动同时控制.最后,成功研制了颗粒物包装袋识别与摆正系统样机并进行了试验,结果证实了基于机器视觉的颗粒物包装袋识别与摆正系统的有效性.     

基于手势交互的机械臂轨迹示教系统

为了解决传统机械臂示教方式上手难度高、效率低、人机交互系统不友好的问题,结合机器视觉与神经网络,提出一种基于手势交互的机械臂轨迹示教系统.该系统通过机器视觉定位指尖位置,记录下指尖的运动轨迹并将其用于机械臂的轨迹示教;通过卷积神经网络识别静态手势,用于与机械臂进行如抓取、放置、开始示教等动作的人机交互.系统通过ROS(...     

双目视觉的台球桌面的三维重构

随着计算机技术的迅猛发展,在越来越多的体育比赛中纷纷出现了电子裁判来辅助裁判进行判罚工作,以实现奥林匹克的公平竞赛精神.而在实现这种数字化裁判的过程中,摄像机在计算机视觉中起着重要的作用,三维重构就是根据单视图或者多视图的图像重建三维信息的过程.主要以计算机视觉中的三维重构技术作为研究对象,具体详述了有关双目视觉的一些理论知识,充分利用计算机视觉库OpenCV提供的重建算法,来完成对台球桌面的三维重构工作.台球桌面的三维重构具有很强的现实意义,为电子裁判进入桌球比赛打下了良好的基础.     

基于机器视觉的自主式救援机器人的研究

本文将面向自主式救援机器人,从现阶段日本、中国对自主式救援机器人研究现状出发,深入分析自主式救援机器人的功能需求和硬件设备需求,并且结合自主式救援机器人工作中所具备的功能进行研究。在灾害事故当中,由于环境复杂救援人员难以勘探真实的灾害环境,从而影响救援效果,而自主式救援机器人则能够通过自身强大的移动、远程通信、监测与跟踪等功能为救援人员提供帮助。面对灾害事故频发的现代化社会,救援机器人的研发已成为全球重要的研究事项。     

基于红外传感器的两轮桌面机器人设计实现

为了验证红外传感器作为姿态检测的可行性,又能满足经济性要求,设计了一种基于红外传感器的两轮桌面式小型机器人WillBot-Ⅱ,此机器人通过红外传感器检测与地面之间的距离来达到姿态检测的目的,此种方法大大节约了传感器的成本,同时克服了零点漂移现象,能够有效准确地对姿态进行检测.首先介绍了机器人的系统构成,包括机械结构部分...     

Training a Vision Guided Mobile Robot

This paper presents the design, implementation and evaluation of a trainable vision guided mobile robot. The robot, CORGI, has a CCD camera as its only sensor which it is trained to use for a variety of tasks. The techniques used for training and the choice of natural light vision as the primary sensor makes the methodology immediately applicable to tasks such as trash collection or fruit picking. For example, the robot is readily trained to perform a ball finding task which involves avoiding obstacles and aligning with tennis balls. The robot is able to move at speeds up to 0.8 ms^-1 while performing this task, and has never had a collision in the trained environment. It can process video and update the actuators at 11 Hz using a single $20 microprocessor to perform all computation. Further results are shown to evaluate the system for generalization across unseen domains, fault tolerance and dynamic environments.     

Training a Vision Guided Mobile Robot

This paper presents the design, implementation and evaluation of a trainable vision guided mobile robot. The robot, CORGI, has a CCD camera as its only sensor which it is trained to use for a variety of tasks. The techniques used for train ing and the choice of natural light vision as the primary sensor makes the methodology immediately applicable to tasks such as trash collection or fruit picking. For example, the robot is readily trained to perform a ball finding task which involves avoiding obstacles and aligning with tennis balls. The robot is able to move at speeds up to 0.8 ms^-1 while performing this task, and has never had a collision in the trained environment. It can process video and update the actuators at 11 Hz using a single $20 microprocessor to perform all computation. Further results are shown to evaluate the system for generalization across unseen domains, fault tolerance and dynamic environments.     

计算机视觉在工业机器人上的应用

介绍工业机器人计算机视觉系统的工作原理和系统组成。该系统具有对摄像机视场中特征点自动定位和跟踪功能。结合工业机器人控制软件,该系统使工业机器人能实时地调整运动轨迹,提高其适应性和灵活性。     

专家系统控制在掰手腕机器人中的应用

掰手腕机器人既可以作为一种娱乐装置,也可以用来作为一种锻炼装置增强手腕、手臂的肌肉力量。考虑到系统的非线性和复杂性,提出专家系统来解决机械臂的运动控制问题。首先介绍了掰手腕机器人系统的整体结构,然后引入专家系统控制,最后讨论了在此基础上的实验和结果。实验结果证明该控制算法有效、可行。应用专家系统控制策略,使得该系统克服了干扰和不确定现象,并具有良好的适应性。     

基于双目视觉的机器人目标定位与机械臂控制

为了更好地与复杂多变的非结构化环境进行交互,完成对目标物体的识别和抓取,提出了一种应用于服务机器人平台的基于双目视觉的仿人机械臂控制方法.文中首先用D-H方法对机械臂进行建模,并对这个模型做了改进,给出了一种更加简便的3+1自由度仿人机械臂的逆解算法,采用基于双目视觉与颜色分割的目标识别方法;然后根据识别出的目标三维坐标信息控制机械臂完成抓取任务;最后,本方法在家庭服务机器人上得到了验证,机器人能够完成对目标物体的识别和抓取动作.     

计算机视觉在机器人目标定位中的应用

计算机视觉是一门新兴的发展迅速的学科，计算机视觉的研究已经历了从实验室走向实际应用的发展阶段。由于视觉信息容量大，在实际应用中直观有效，所以运用视觉来寻找和确定目标的方位是机器人发展中一个很重要的方法，近年来它广泛应用于工业自动化装配领域中，同时对视觉系统的要求也越来越高。文中介绍并分析了当前国内外基于视觉的几种主要的目标定位方法在实际中的应用，例如移动机器人自主导航定位系统、手眼立体视觉系统等。