基于Halcon的固定视点手眼标定方法

在视觉引导机器人完成抓取的过程中,最重要的步骤是手眼标定,手眼标定的精度将直接影响后续工作的精度。充分考虑相机畸变对手眼标定的影响,在Halcon环境下,设计一种高精度的固定视点手眼标定方法,该方法在确定了机器人基础坐标系与相机图像坐标系之间关系的同时也标定了相机的内外参数,并通过实验进行验证。结果表明:该标定方法具有较高的精度,可广泛应用于视觉机器人的定位抓取工作。     

硅钢片检验流水线输送机械手的设计及应用

设计一种适用于硅钢片检验流水线上的自动输送机械手.机械手为5自由度空间关节机器人,用机器人机构学理论推导出机械手的运动学方程,确定机械手末端位姿与关节变量之间的关系,并进行结构设计和控制系统的设计.机械手可完成抓取、升降、旋转、水平移动等8个动作,整个系统通过PLC控制,实现三种控制方式.经实际运行,输送机械手工作稳定,效率高,可快速准确完成硅钢片的检验取样工作,达到了设计要求,实现全自动化操作.     

基于OpenCV的移动焊接机器人视觉系统自主标定方法

标定工作是实现机器人视觉计算的前提.根据移动焊接机器人工作场合的特殊性,基于OpenCV,提出一套针对手眼双目视觉系统的自主标定方法.自动提取角点,自主筛选有效标定图像序列,由亚像素角点提取结果求取相机内参数,由同时刻获取的标定图像对估算双目间几何矩阵,由标定板面在摄像机坐标系下位姿矩阵改变量间接求取摄像机运动矩阵,用最小二乘法快速计算出手眼关系.标定试验结果表明,相对于传统的Matlab标定工具箱,该方法能够满足用于机器人焊接的视觉系统所需标定精度,同时因无人为参与可很大程度地提高移动焊接机器人的自主性.     

弧焊机器人工件坐标系快速标定方法

机器人执行操作任务之前需要进行工件坐标系的标定，传统方法是使用昂贵且复杂的测量设备进行。提出一种新的快速标定工件坐标系的方法，该方法无需额外测量设备，仅采用机器人内部编码器数据和坐标变换计算来求取机器人工件坐标系相对于基坐标系的齐次坐标变换矩阵，且操作方便，标定精度高。针对MOTOMAN SK6弧焊机器人，将该标定方法嵌入了自行开发的离线编程软件中。以此算法和离线编程为基础，完成了机器人写字。试验结果验证了标定算法的有效性。     

改进的机器人视觉与传送带综合标定方法

传统六自由度机器人视觉与传送带的标定方法一般忽略了相机畸变的像素偏差和设备安装过程中的角度偏差,使得传送带上的目标难以精确定位。针对传统标定方法的局限性,提出一种高精度机器人传送带与视觉的综合标定方法。在校正相机径向与切向畸变以及安装角度的基础上,构建机器人坐标系中物体的位移及其在图像坐标系下位移的比例关系,在传送带标定过程中,应用此比例关系,通过设置像素坐标误差阈值的方法校正机器人坐标与传送带坐标系的关系。改进后的标定方法灵活性强,实验结果表明:该方法定位精度有较大的提高。     

巡检机器人机械臂空间变形解析模型分析

根据高压输电线路检测环境,提出一种高压输电线路巡检机器人.以该输电线路巡检机器人为研究对象,采用Denavit-Hartenberg法建立巡检机器人的连杆坐标系,推导巡检机器人的变换矩阵.并应用微分变换法推导巡检机器人的雅可比矩阵,得到操作空间外力(速度)与关节空间内力(速度)的线性映射关系.机器人操作臂的刚度影响整个...     

井下巡检机器人浮动式移动底盘设计与分析

为提高巡检机器人行走稳定性及越障性能,解决煤矿井下非结构化和复杂未知环境的安全巡检问题,提出一种浮动式巡检机器人移动底盘的设计方案。阐述巡检机器人浮动式移动底盘的结构设计及工作原理,分析巡检机器人越障过程,推导巡检机器人质心位置,得到越障高度与移动底盘位姿关系。运用ADAMS建立巡检机器人虚拟样机,模拟机器人在井下各种复杂路面行走及越障过程。结果表明：所设计的浮动式移动底盘提高了巡检机器人在井下复杂路面行走的稳定性,使巡检机器人具有平稳运行及良好的越障能力,进一步验证了井下巡检机器人浮动式移动底盘设计的可行性。     

并联机器人视觉抓取系统快速标定方法的研究

机器视觉技术给传统工业带来了深刻的变革。对机器视觉的并联机器人抓取系统的快速标定进行了研究,该机器人抓取系统的标定主要包括相机的标定和人机(相机与机器人)标定。该标定装置的硬件采用德国Basler Ace系列的工业相机和Delta机器人本体。相机标定软件使用C#编程工具通过调用图像处理软件HALCON的函数库开发图像处理软件,实现了对相机的标定。人机标定使用开放式软件平台CODESYS开发了机器人人眼标定变换模块。实测结果表明:该标定方法方便快捷、运行可靠、稳定。     

管廊消防巡检机器人设计与分析

针对综合管廊的安全运维与管理的需求,设计一种集巡检和消防灭火功能于一体的管廊消防巡检机器人。该机器人由机器人本体、灭火器、机械臂和智能检测系统构成。介绍了机器人的总体结构及功能,建立了机械臂的D-H坐标系,对机械臂进行正、逆运动学分析。运用蒙特卡洛法及MATLAB软件对机器人机械臂的工作空间进行仿真与分析,得到不同情况下的机械臂末端的工作空间,仿真结果验证了机械臂可灵活满足机器人的工作要求,为后续管廊消防巡检机器人的控制工作和优化设计奠定了基础。     

基于蜂窝立体结构靶标的多目相机标定方法

为解决多目相机快速标定以及构建不同坐标系之间位姿关系的问题,提出一种基于新型蜂窝立体结构靶标的多目相机标定方法,能够快速准确完成多目相机标定。通过仿生学原理设计的蜂窝立体结构具有5个附着自识别阵列标记的不同空间位姿平面,提升了标定稳定性以及鲁棒性;使用多目相机拍摄一幅图像即可完成相机标定以及坐标系间关系构建,提升了标定效率;最后,将所提方法与传统的相机标定方法进行了实验对比。结果表明：相比于传统标定方法,所提方法的相机标定平均重投影误差降低了18.4%,多目相机间外参平均重投影误差降低了8.5%,遮挡干扰下平均重投影误差的相对误差仅为0.01 pixel,进一步验证了所提标定方法的可行性。     

基于主动视觉的机器人辅助测量

机器人在测量领域得到了广泛的应用，文中给出了基于单目视觉的器人辅助测量，采用摄象机校准得到摄象机内、外参数，由手眼转换关系移动机器人执行器得到要求的摄象机运行，从而求出空间点在摄象机坐标系中的坐标，并由摄象机的外部参数计算得到空间被测量点在绝对坐标系中位置坐标。     

智能机器人仓储物流系统设计

随着工业自动化技术的发展,密集型人工模式已经不能适应仓储物流的发展。为提高仓储的效率和质量,文章设计了一套智能机器人仓储物流系统及总控调度软件。该系统创新性集成了自动化立体仓库、AGV、机器人及传感器等硬件,总控调度软件与各机器人间通过以太网通讯,以管理和控制所有机器人,并协调各机器人工作。同时文中提出一种视觉精确定位方法提高AGV定位精度及系统稳定性。该系统具备存储、分拣、装配、配送等基本功能,而且能够适应高度动态的环境变化,最终通过齿轮箱的模拟装配拆解工作对该智能机器人仓储物流系统进行了应用验证。     

基于智能识别的汽车离合器压盘自动装配生产线的设计

将工业机器人技术、视觉传感器技术、PLC控制技术、Profibus-DP、modbus工业网络技术有效结合,开发智能识别算法,提高视觉传感器识别率,完成了传统汽车企业的汽车离合器压盘装配生产线的改造,改造后的生产线由机械手与自动工装取放工件,能完成成品瑕疵检验、装配、自动存储、自动打标等工序。实际应用表明:改造后的生产线能够较好解决人工检测中检测效率较低、误检率大等问题,具有较高的可靠性和实用性。     

枕簧智能组装机器人系统方案设计与分析

目前，铁路货车转向架检修过程中的枕簧组装均采用人工作业模式，存在作业强度大、操作空间狭窄、有安全隐患和效率低等问题，迫切需要自动化和智能化组装设备。基于转向架枕簧的组装工况分析，研发一种智能组装机器人系统，代替人工实现枕簧的自动组装。机器人系统包括顶升装置、中转机器人、中转平台、组装机器人和斜楔支撑机器人等5个模块，通过模块的交互与协同控制完成枕簧的自动组装。介绍了机器人系统的总体方案和各模块方案设计。利用ADAMS软件对六轴机器人进行轨迹仿真分析，得到机器人系统工作的最优轨迹。     

全向四驱变电站巡检机器人运动控制系统设计

为了实现变电站室内外一体化巡检,开发全向四驱结构的变电站巡检机器人。着重阐述该机器人运动控制系统的开发过程:介绍全向四驱移动平台的机械结构及运动控制系统结构,建立移动平台的运动学模型,探讨全向四驱机器人不同的运动模式并提出了控制方法。对研制的全向四驱变电站巡检机器人进行测试,验证了运动控制系统的可靠性以及控制方法的有效性。     

基于PLC技术的液控分拣机械手的设计

介绍了一种基于PLC控制的新型液控工业机械手,它是在传统球坐标型机器人改造基础之上设计而成一个五自由度的液控机械手,主要利用液压驱动机械手机构运动,配以相应的PLC控制技术,编写PLC程序,使得液控机械手能实现对物料的自动分拣功能,在工业生产流水线中,代替人手来实现分拣、搬运、装卸等操作。该机械手不但减轻了工人的劳动强度,还大大地提高了劳动生产率。     

基于机器人视觉的轴承缺珠检测方法

提出一种基于机器人视觉的轴承缺珠检测方法。利用智能相机抓拍轴承图像;利用Otsu法得到轴承图像二值化处理的最佳阈值,利用该方法对轴承图像进行二值化处理,从二值化处理的图像中提取轴承珠的特征;并通过PLC与智能相机通信,将缺珠的轴承分拣出去。实验证明:该视觉检测系统不仅工作效率高,而且检测的结果具有较高的可靠性。     

线激光视觉测量机器人手眼标定方法研究

线激光视觉测量传感器与工业机器人组成三维测量系统时,法兰盘坐标系与摄像机坐标系之间变换关系求解较复杂。为解决此问题,提出一种基于固定参考点的手眼标定算法。该算法以标定球为靶标,根据标定球球心在机器人基坐标系中坐标不变原则,结合机器人运动学位置约束关系建立了矩阵变换方程,并在旋转矩阵求解中引入四元数,简化计算过程,实现机器人手眼标定。通过试验量化分析测头光平面与标定球相交位置对测量结果的影响,验证了该算法的有效性和实用性     

基于双目视觉的机械手捡球机器人设计

为解决人工捡球费力费时的问题,设计了一种双目视觉识别定位、机械手捡拾和自主避障的轮式智能捡球机器人。该机器人通过双目摄像头和Lab VIEW平台,实现对小球图像的实时采集与处理;运动控制系统采用以STM32F411为主核心的NUCLEO-F411RE嵌入式开发板,实现对各个模块的驱动;通过五自由度机械手实现小球的捡拾;通过红外传感器检测周围环境,实现自主避障;由计数器统计捡球数量,通过手柄模块人机交互辅助完成卸载过程。仿真结果表明:该机器人能够完成高尔夫球、乒乓球、网球等多种小型球类的捡拾任务。     

基于ROS的机械臂运动规划研究

为提高多自由度串联机械臂在作业过程中的工作效率及安全性问题,提出一种基于ROS平台的机械臂运动规划方法。以ABB机器人为研究对象,进行正逆运动学分析。通过MoveIt配置包构建机器人的三维可视化模型,对机器人进行笛卡尔空间下的直线和圆弧规划实验。为提高机器人运动安全性和关节运动的平滑性,自定义一种线性插补算法后集成到MoveIt中进行运动仿真实验。实验结果显示机器人各关节运动轨迹平滑,稳定性高,表明此插补算法的可行性。最后进行机械臂的避障仿真实验,在MATLAB中对快速扩展随机树（RRT）算法和双向快速扩展随机树（RRT-Connect）算法进行对比实验,仿真证明：RRT-Connect算法速度快,路径短,更能提高机械臂在复杂路径下的规划效率。