螺栓拧紧机器人视觉导引关键技术研究

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4、程硕士指导教师姓名：姜春英指导教师职称：副教授指导教师单位：沈阳航空航天大学论文提交日期：2015年12月22日论文答辩日期：2016年03月10日沈阳航空航天大学2016年3月SHENGYANGAEROSPACEUNIVERSITYRESEARCHONCRITICALVISION-GUIDEDTECHNOLOGIESOFBOLTTIGNTENINGROBOTCandidate:GuohuiWangSupervisor:ChunyingJiangSpecialty:MechanicalEngineeringDate:Mar

5、ch2016摘要视觉导引技术是当前工业机器人研究的热点之一。对于视觉导引机器人的研究主要分为两个部分：机器视觉和运动控制。本文以基于视觉导引的螺栓拧紧机器人为研究对象，对其机器视觉技术中的双目摄像机标定、图像处理、螺栓位姿及尺寸的测量三个关键问题进行分析和研究。主要内容如下：1.对HALCON软件下的双目摄像机标定原理进行了详细分析。进行了双目摄像机标定实验，并对标定后的双目摄像机模型进行了校正，获取到了校正之后的标准双目摄像机模型及其内外参数。2.对图像处理的相关方法进行了详细的研究，提出了寻找目标区域的通用快速方法动态

6、阈值分割法。在找到螺栓区域的基础上，提出了螺栓特征点的精确提取方法，并通过实验对该方法的准确性、快速性进行了验证。3.利用标准外极线几何结构中的三角形相似原理，提出了空间点深度测量的方法。借助深度信息求取出了螺栓特征点的世界坐标，最后根据获取的特征点世界坐标计算出螺栓的位姿和尺寸。4.在VC++环境下实现了HALCON程序的配置，并完成了HALCON函数库的调用。基于VC++软件平台实现了双目摄像机标定、图像校正、螺栓特征点提取、螺栓位姿与尺寸求取的功能。本文的研究工作解决了视觉导引机器人的相关图像处理以及空间信息获取等问

7、题，为视觉导引机器人的工程应用提供了有力的技术支撑，成果的推广应用将进一步提升视觉导引机器人的自动化工作水平。关键词：双目摄像机标定；图像处理；图像校正；深度测量；螺栓的位姿和尺寸IAbstractVisionguidingtechnologyismainlyfocusonindustrialrobot.Researchonvisionguidingrobotismainlydividedintotwoparts:machinevisionandmotioncontrol.Theformerresearchismoreim

8、portant.Boltingtighteningrobotbasedonvisualguidanceasaresearchobject,analyzingandresearchingthreekeyproblemsofmachinevisiontechnology:binocularcalibrati