无线遥控超微型云台的研究与实现

机器人视觉伺服控制是机器人研究领域的一个重要方向,特别是针对微小型机器人的视觉伺服控制领域,而微型云台是实现微型机器人视觉伺服控制的主要载体,由于系统云台造价高、体积大、结构复杂等问题,针对微型机器人视觉伺服控制系统的弊端而设计研制一种超微型云台满足需求,提出一种基于单片机控制驱动一体化的二自由度微型云台,并基于射频调制解调技术的对超微型云台进行无线遥控控制。     

机器人视觉伺服系统结构及实现

机器人视觉伺服控制是机器人领域重要的研究方向之一，它的研究对于开发手眼协调的机器人在工业生产、航空航天等方面的应用有着极其重要的意义。本文首先阐述了机器人视觉伺服系统的控制结构，分析了系统的实现方案，在此基础上，构建并实现了视觉伺服机器人系统实验平台，对系统的工作原理进行了详细的阐述。     

基于PMAC的工业码垛机器人控制特性研究

以工业码垛机器人控制系统及其控制特性为研究对象,设计了一种基于工业控制计算机(IPC)+多轴运动控制卡(PMAC)的模块化分布式控制系统,探讨了工业码垛机器人控制系统的理论建构和工程实现问题,并通过工程样机长时间、多样式的码垛作业实验,证实该工业码垛机器人控制系统能可靠实现伺服控制、路径规划、状态监控和人机界面操作.     

图像拼接技术在爬壁机器人位置伺服控制系统中的应用

针对传统爬壁机器人对裂缝图像拼接效果差而导致位置控制结果不精准、工作效率较差的问题,提出基于图像拼接的爬壁机器人位置伺服控制系统.选取 STM３２F１０３RCT６ 为主控芯片,采用气动方式设计机械气动结构,利用 PLC 位置伺服控制器实现故障电路检测.设计视觉控制平台,避免强电磁场影响.软件部分依据 CCD 相机实现机器人视觉监测,采用图像拼接技术删除相邻图像的边缘处重叠部分,实现对墙壁裂缝的准确监测,利用机器人运动速度及机器人预设位置轨迹计算爬壁机器人的位置伺服控制值,将该值传输至系统硬件,实现位置伺服控制.由实验结果可知,所设计系统对裂缝全景图像拼接的精准度较高,机器人的位置伺服控制准确率为 ９７．５％ .     

视觉伺服抓取系统及其数字孪生系统研究

针对智能制造生产线中的机器人抓取需求,设计了视觉伺服抓取系统;以视觉伺服控制系统为基础,设计并构建了视觉伺服数字孪生系统,实现了数字模型与物理模型的信息同步、互操作以及数字模型对物理模型状态的预测。对于目标物体的不同运动情况制定了3种目标运动状态预测方案,通过数字孪生系统对抓取实验的模拟结果确定使用不同方案的条件,为物理实体的抓取提供最优方案。以NAO机器人为实验平台实现了系统的抓取任务,通过实验验证了方案的有效性。     

异型烟全自动码垛及包装流水线的研究与应用

针对目前烟草物流中心采用的人工分拣包装效率低下的问题,项目研发团队研发了一套具有良好适应性、安全高效全自动异型烟码垛及包装流水线。采用了伺服控制技术、PLC控制技术、图像识别技术、机器人技术以及人机交互技术等多项先进技术实现了全自动异型烟码垛及包装流水线系统的功能并详细论述了系统的特点、原理、控制过程及关键技术。通过现场的安装调试,全自动异型烟码垛及包装流水线运行性能良好,完成了对异形烟全自动码垛及包装流水线的要求。     

四轴工业机器人运动控制与视觉码垛

针对基于平行四连杆机构的码垛机器人运动控制与视觉抓取的问题,进行了相关运动学和视觉算法的研究。码垛机器人本体采用双四连杆结构,二轴驱动采用一组四连杆结构、三轴驱动采用一组四连杆结构,一轴及四轴由电机带动减速器直接驱动。在根据码垛机器人的结构特点,首先,建立了基于MDH法的连杆坐标系,其次从正、反运动学建模两个方面对拟人手臂进行了运动控制描述。然后,提出了一种Hough-链码视觉识别算法,以满足码垛机器人视觉功能需求。最后仿真结果表明,该码垛机器人可以有效解生产线上码垛作业问题。     

基于图像的无标定视觉伺服系统

传统的机器人视觉伺服大都是基于系统标定技术的。但是在实际工厂条件下,复杂的工况常常使得无法进行有效的标定,且标定技术对于环境十分敏感,标定精度对于系统最终性能有很大影响。因此,本文在总结当前基于图像无标定机器人视觉伺服研究的基础上,搭建机器视觉伺服平台,设计视觉伺服软件系统。运用图像雅克比在线估计方法,在核心问题雅克比矩阵估计上,采用动态拟牛顿算法,模拟逼近图像雅克比矩阵,进行视觉反馈。并将无标定视觉伺服系统应用于UR机器人,使机器人的智能抓取免去了复杂的标定程序,克服了原视觉系统的不确定因素,提高了机器人视觉系统的鲁棒性,扩大了工业机器人的应用范围。     

型材搬运机器人视觉伺服控制研究

文章通过分析型材搬运机器人视觉伺服控制的技术要求和特点,提出一种基于型材型心线坐标附加值模型的识别算法,并以此作为型材图像边缘检测与识别理论的算法,分析了机器手的定位方法;以数字图像处理理论和算法为基础,以VisualC 6.0为平台,实现型材搬运机器人视觉伺服控制图像处理与机器手定位坐标值的确定,提供了一种型材搬运机器人视觉伺服控制的方法。     

基于L_2性能准则的双目视觉伺服控制器设计

考虑手眼机器人双目视觉伺服控制干扰抑制问题,本文利用L2性能准则设计方法提出一种新的控制方法。针对手眼机器人双目视觉伺服系统控制对象,提出了具有L2性能的双目视觉伺服控制器,使得机械手能够渐近收敛到期望位置,使系统对于不确定性具有鲁棒性。同时,证明了系统具有全局渐近稳定性,采用的双目视觉模型无需获取视觉系统的深度信息,改善了系统的动态性能。最后,给出的仿真结果验证了所提出方法的优良性能。     

基于ABB码垛机器人跺型算法的应用分析

随着科学技术的发展,工业机器人技术已经渗透到了人类生活的各个领域,并将在未来发挥着越来越重要的作用。码垛是把物品按照一定规律码放成垛,使物品的存放、搬运、转移等工作变得单元化自动化,从而提高工作效率。在仓储物流行业中,码垛机器人的码垛算法影响机器人的行走路径,直接决定了机器人的码垛效率和货物吞吐量。因此,研究码垛机器人算法不但具有着重要的理论意义,而且具有更广泛的实用意义和应用前景。主要研究码垛机器人码垛放置算法,围着这一研究目标,将介绍两种常用的码垛机器人放置算法:即基于放置位置的码垛算法和基于栈板位置的码垛算法。首先从最简单的基于放置位置的码垛算法入手,并在此基础上提出基于栈板位置的码垛算法,然后,总结归纳两种算法特点,应用范围,适用要求。从而可以根据项目实际应用的要求,针对具体作业方案,选择具体算法。     

基于共面4点的机器人位姿求解及其不确定性分析

针对工业机器人视觉伺服控制系统的位置定位问题,提出了一种采用共面4点的单目机器人视觉系统的摄像机位姿求解方法.为评价这种单目机器人视觉系统的定位精度,对定位不确定性的评定方法进行了研究,并在深入分析机器人视觉系统平面定位精度不确定性的基础上,提出将极大似然抽样一致性与上述位姿求解方法相结合,以改善机器人的定位精度.实验证明,该方法在抗噪声能力、对外点稳定性方面优于传统的最小二乘法,有利于提高视觉系统的定位精度和鲁棒性.     

基于开放式控制器的机器人视觉伺服系统研究

针对Motoman-sv3x型工业机器人系统的专用封闭式机构的局限性,提出了一种开放式机器人视觉伺服控制系统。该伺服系统控制基板主要由4片数字信号处理器和1片可编程逻辑器件组成,其中3个单元控制6个逆变器,另一个单元实现整流和电机制动功能。通信单元采用通用串行总线,实现数字信号处理器与上位机间的快速通信,视觉系统采用基于图像的双目视觉伺服控制。该系统实时性好,运算速度快,能够实现复杂的机械臂动作控制。     

基于PMAC的六自由度关节工业机器人码垛控制系统

码垛工艺是制造业中极为普遍的环节,基于PMAC多轴运动控制器的六自由度工业机器人码垛控制系统,是为提高码垛效率、降低传统码垛控制系统成本而设计的。系统以工控机＋DSP上下位机硬件结构作为控制系统执行平台,根据六自由度工业机器人结构自行设计正逆运动学算法,并为用户提供参数可配置性,扩宽系统的适用面,增强系统柔性,功能丰富完整。试验结果表明,系统具备工业现场控制工业机器人进行实际码垛工作能力,满足设计目标,具有一定可推广性和实用价值。     

码垛机器人的结构优化及轨迹规划研究

工业机器人是我国工业自动化发展的必然趋势。码垛机器人作为工业机器人的重要组成部分,在运行的过程中具有工作效率高和成本低等优势,如在物流行业中,货物量大小直接与码垛机器人工作效率有较大关系。因此,为了提升码垛机器人工作效率与质量,需要对码垛机器人结构进行优化,从而降低系统运行能耗,并在此基础上进行轨迹规划,达到提升生产效率目标,更好地满足企业发展需求。     

图像反馈机器人视觉伺服系统理论与实验研究

对机器人视觉伺服系统的研究是机器人领域中的重要内容之一,其研究成果可应用在机器人自动避障、轨线跟踪和运动目标跟踪等问题中。本文分析了基于图像雅克比矩阵的机器人视觉伺服方法的基本原理,采用了基于图像的视觉伺服方法,直接利用图像特征来控制机器人运动,构建了自由度GRB-400工业机器人图像反馈视觉伺服系统。采用该系统进行了机器人跟踪两维平面运动目标的实验,结果验证了该方法的有效性。     

基于改进Smith预估器的显微视觉伺服

针对视觉延迟的问题,提出采用改进的Smith预估器(MSP)来改善视觉伺服系统的控制品质。在对基于位置的动态"look-and-move" 视觉伺服系统特性分析的基础上,建立了基于MSP视觉伺服系统的结构,同时建立了视觉伺服系统的分时模型。在微操作机器人平台上进行了点到点、抗干扰和微齿轮的跟踪抓取实验。结果表明,与只有PID控制器的视觉伺服系统相比,带MSP的视觉伺服系统具有更好的控制品质。克服了由于图像采集、传输和处理导致的视觉伺服延迟而严重影响控制系统的品质局限,并克服了传统方法通过减小系统增益来增强系统的鲁棒性,但同时降低了系统响应特性的缺点。     

基于开放式平台的视觉工业机器人研究

在工业机器人研究领域,基于视觉的伺服控制一直是研究的热点,开放性也是机器人控制系统的发展趋势。本文研究在基于运动控制卡和IPC的开放式机器人控制平台上六自由度视觉工业机器人的研制。视觉伺服模块采用CCD摄像机采集视频信号,应用基于DSP的视频处理卡处理采集到的视频信息,处理结果通过串口与上位工控机通信,上位控制软件通过运动控制卡驱动各关节伺服电机,实现预期的运动。通过实验,机械手末端可以实现对不同形状工件的模拟分拣动作。实验证明,本项技术具有一定的实用性并为完善的开放式视觉工业机器人的研制奠定了基础。     

基于图像的机器人视觉伺服免疫控制

视觉传感器的引入增加了机器人对周围环境的自适应性,拓宽了机器人的应用领域。可以预见,具有视觉的智能机器人将得到越来越广泛的应用。本文根据机器人视觉伺服控制系统的特性利用图像雅可比矩阵的伪逆和免疫控制原理设计了视觉控制器,并将之应用于机器人视觉伺服控制中。两连杆机器人平面视觉跟踪控制仿真结果表明在控制系统的动态调节过程中,PI型免疫控制器的免疫反馈机制能使偏差迅速消除,控制性能优于常规的PID控制器。     

自主视觉物料搬运机器人的机械传动系统设计

本设计以生产线车间为例,介绍了一种基于机器视觉技术的物料搬运机器人。该机器人以OpenMV为视觉载体,将Arduino MEGA2560作为主控制器,根据机器视觉算法可准确识别货物的形状、颜色及标识信息并结合地面标记线指引实现寻迹功能,同时集搬运、码垛、避障等功能于一体实现搬运过程可视化并且可在较短时间内完成货物的装卸流程。本文着重阐述了自主视觉物料机器人的传动系统结构设计部分,其中包括机械手结构设计、机器人运动方式设计、传动参数计算等重要内容。