机器人作业目标位姿信息检测方法研究

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1、西南科技大学研究生学位论文机器人作业目标位姿信息检测方法研究年级2013级姓名余亚玲申请学位级别硕士专业控制科学与工程指导教师张华教授ClassifiedIndex:TP242.6U.D.C:621.3SouthwestUniversityofScienceandTechnologyMasterDegreeThesisResearchonTargetPoseInformationDetectionforRobotOperationGrade:2013Candidate:YuYalingAcademicDegreeApplie

2、dfor:MasterSpeciality:ControlScienceandEngineeringSupervisor:Prof.ZhangHuaMay28th,2016独创性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的，除了文中特别加，研巧成果。尽我所知［ｉＵ示注和致谢的地方外论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研巧成果，也不包含为获得西南科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料一。与我同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。签名：钢

3、旅日期：方巧关于论文使用和授权的说明本人完全了解西南科技大学有关保留、使用学位论文的规定，目Ｐ：学校有权保留学位论文的复印件，允许该论文被查阅和借阅；学校可公布该论１レ文的全部或部分内容，可ッ采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。保密的学位论文在解密后应遵守此规定（）：签名导师签名：日期；ｉ西南科技大学硕士研究生学位论文第I页摘要就像计算机占领了家庭和工作场所一样，机器人作为新兴的产业正改变着世界。随着智能化技术的发展，以核事故现场应急响应需求为背景，机器人制造趋向于代替人力执行更危险复杂任

4、务的方向发展。本文围绕机器人在未知非结构空间中物体的辨识测量及自主作业等问题提出了机器人作业目标位姿信息检测方法的研究。首先，论文通过对课题的题目分析明确了：课题的研究对象是位姿信息检测；研究的载体是机器人作业目标；位姿信息检测应用于机器人的自主抓取。依据课题的研究对象、载体和应用背景将论文的开展分为三个部分：机器人作业空间的测量；作业目标的识别及分割；目标自身位姿估计及与机器人手部末端的相对位姿解算。其次，论文针对课题开展的三个部分明确了课题的研究目标，结合研究目标，通过对各部分的关键技术在国内外的研究现状和优劣势探讨，论

5、文提出了三个部分的具体研究内容：基于KINECT的机器人作业空间测量；基于NCC匹配和KNN点云聚类相结合的作业目标识别及分割；基于PCA法线估计和D-H坐标转换原理的目标位姿估计及相对位姿解算。最后，论文由具体研究内容衍生出了两类创新，它们分别是算法应用创新和技术结合创新：基于蒙特卡罗不确定度评价的深度图预处理；结合光照校正的NCC匹配优化并结合图像匹配中心点标记的KNN点云聚类改进。实验结果表明：深度图的预处理为提高作业空间测量精度奠定了基础；图像HSV光照分量的Gamma校正提高了NCC匹配的抗光照性；定位中心点的标记

6、规避了K值最优解的问题。综上，论文基于C++语言、OpenCV2.4.3和PCL1.6.0在VS2010平台下对各算法进行了设计与实现。关键词：深度图目标识别点云分割位姿估计西南科技大学硕士研究生学位论文第II页AbstractIntelligentrobotasanewindustryischangingtheworldwhichalreadyoccupiedhomesandworkplaceslikecomputer.Withthedevelopmentofintelligenttechnologyandthedeman

7、dofnuclearaccidentemergency,roboticstendtoreplacemanpowerwithcompletingmorecomplexanddangeroustasks.Inordertosolverobot’sproblemsofobjectrecognition,measurementandindependentoperationinanunknownenvironment,articleproposesapositioninformationdetectionmethodresearchf

8、orrobot’soperationtarget.Firstofall,paperanalyzesthetopicofsubjectandmadeclearthatit’sobject,carrierandapplicationwhichareposeinformationdetectio