基于视觉之工业机器人圆球定位控制设计与实现

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1、基于视觉之工业机器人圆球定位控制设计与实现第一章引言1.1工业机器人的现状与发展趋势自从1959年英格伯格和德沃尔联手制造出世界上第一台工业机器人以来，机器人就表现出了很大的作用机器人作为典型的数控设备，在我们的生活中应用越来越广泛，尤其足在工业生产中发挥的作用越来越大，产生的附加值也相应的更高[1]。机器人技术的不断发展，使得机器人得到了广泛的应用，尤其足在工业生产中。由于衡量一个国家自动化水平的要标志在于机器人的使用情况，因此，目前对于机器人的研究处于一个非常活跃的时期m。同时，机器人技术的发展也必将会强有力的推动未来生产和社会的发展。-人类研

2、制机器人的目的最初只是为了让人从单调繁重及危险的工作环境中解放出来，然而，随着时代的进步，人们对产品质量越来越重视，因此在工厂里人们使用机器人的侧重点也有所不同，目前主要考虑的就足如何把控产品质量和提高效率等OS摄像机进行实验。图像釆集系统就是由视觉传感器采集到模拟图像信息，经过处理转成数字信号，输送到PC机就行处理[13]。由于精细加工等制造工艺水平的提升，目前多数情况下只需简单几个芯片就能进行图像采集。而采集系统和PC机之间通信主要采用的是IEEE1394高速串行总线、PCI总线等工业标准总线。..2.2目标检测视觉系统设计方案图像采集装置选用

3、的深圳市闪亮电子有限公司TM-9021型号的CMOS摄像机，功耗小于0.5瓦，不需要对其额外供电。图像尺寸可以调节，最大分辨率为640*480像素。采用的是1；582.0接口,当其与PC机连接时，就可以在给它供电的同时又能完成图像的采集，而且从USB2.0接口输出到PC机的信号是数字信兮。机器人视觉系统一般可分为图像采集、图像处理、图像理解、图像存储等模块。然而，常见的视觉系统可能只是其中的一部分，不过最基本的视觉系统至少要有图像采集和处理两部分間。视觉系统分类有很多种，常见的是从摄像机数目、摄像机和机器人的相对位置等方而来划分。给机器人添加一个眼

4、睛，使其具备视觉功能，像人类一样可以做到手眼协调使用，是智能化机器人的一个重大突破。手眼系统是由机械臂法兰和摄像机构成。于?眼系统分为Eye-in-Hand和Eye-to-Hand系统⑴]。前一个是指摄像机固定在机械臂上，二者相对静止。而Eye-to-Hand系统是指摄像机安装在机械臂的外部，摄像机相对地而是静止的。根据使用摄像机的数目不同，视觉系统一般分为单目、双目和多目视觉系统[131。单目视觉系统仅用一台摄像机采集图像。应用起来比较方便，因为它一般不需要标定内部参数。但是，它基本不具备恢复深度信息的能力。..第三章圆球位置的图像捕捉算法...

5、......163.1图像采集.........163.2目标图像预处理.........173.2.4形态学处理.........203.3目标检测.........223.4目标特征提取及中心坐标计算.........243.5小结.........27第四章圆球定位的控制算法.........284.1IRB120型工业机器人简介.........284.2设计控制流程及算法.........334.3小结.........36第五章工业机器人和计算机之间的数据交换.........375.1机器人通信方式简介.........375.2RS

6、232通信协议.........385.3串口通信编程.........395.4小结.........41第六章实验验证6.1实验系统组成本文中用到的设备及型号如下：图像采集设备选用的是深圳市闪亮电子有限公司生产的型号为TM-9021的CMOS摄像机；上位机釆用戴尔OPTIPLEX755型PC机，其基本配置有CPU为INTELcore2双核主频2.2GHz，内存为1G，安装ATLAB编写控制算法来控制机器人运动。