基于机械手的双目视觉定位抓取研究

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1、硕士学位论文MASTER’SDISSERTATION论文题目基于机械手的双目视觉定位抓取研究作者姓名袁仁辉学科专业控制理论与控制工程指导教师李惠光教授2016年5月中图分类号：TP242.6学校代码：10216UDC：621.3密级：公开工学硕士学位论文基于机械手的双目视觉定位抓取研究硕士研究生：袁仁辉导师：李惠光教授申请学位：工学硕士学科专业：控制理论与控制工程所在单位：电气工程学院答辩日期：2016年5月授予学位单位：燕山大学ADissertationinControlTheoryandControlEngineeringRESEARCHONTHEPOSITION

2、INGFETCHINGBASEDONBINOCULARVISUALOFTHEMANIPULATORbyYuanRenhuiSupervisor:ProfessorLiHuiguangYanshanUniversityMay,2016燕山大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：此处所提交的硕士学位论文《基于机械手的双目视觉定位抓取研究》，是本人在导师指导下，在燕山大学攻读硕士学位期间独立进行研究工作所取得的成果。论文中除已注明部分外不包含他人已发表或撰写过的研究成果。对本文的研究工作做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式注明。本声明的法律结果将完全由本人承担。作

3、者签字：日期：年月日燕山大学硕士学位论文使用授权书《基于机械手的双目视觉定位抓取研究》系本人在燕山大学攻读硕士学位期间在导师指导下完成的硕士学位论文。本论文的研究成果归燕山大学所有，本论文的研究内容不得以其它单位的名义发表。本人完全了解燕山大学关于保存、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关部门送交论文的复印件和电子版本，允许论文被查阅和借阅。本人授权燕山大学，可以采用影印、缩印或其它复制手段保存论文，可以公布论文的全部或部分内容。保密□，在年解密后适用本授权书。本学位论文属于不保密□。（请在以上相应方框内打“√”）作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日摘要摘

4、要一个国家的工业发展水平不仅在国民经济之中发挥着举足轻重的作用，它也是衡量一个国家综合国力与科学技术发展水平的重要标志。随着工业的发展和机器人应用领域的不断扩大，机器人在工业发展中扮演者重要角色，它也是智能制造中必不可少的组成部分。传统的机器人已经不能满足现代化工厂对工业生产的更高要求，人们希望机器人在工业生产中拥有更高的智能和对环境更强的适应能力，为了满足这些要求，机器人视觉系统及其应用技术是机器人的一个重要部分。具有视觉的机器人就是机器人拥有智能的一个重要体现，机器视觉技术已经成为现代工业制造中保证生产质量和生产效率的一项重要技术，也是国内外科学工作者研究的热门话

5、题。本文就工业机械手双目视觉定位抓取系统进行了深入研究和实验设计。首先，文章简明介绍了双目视觉机器人的国内外研究现状和意义，并详细说明了机器人视觉系统的分类，分析了机器人视觉系统应用研究中存在的一些困难。然后对工业机械手的机械结构及空间坐标关系变换和运动学基础进行了简要描述。详细推导了摄像机的光学几何成像模型，其中包括单目结构模型和双目结构模型，并给出了摄像机的两种畸变模型。其次，本文在基于小孔成像原理的单目摄像机成像模型基础上，分别对基于改进的OpenCV和基于HALCON的两种单目摄像机标定方法进行了研究和实验设计，并求出了摄像机的内外参数，并对这两种方法的标定结

6、果进行了对比和评估。然后根据双目视觉摄像机的结构模型，给出了双目视觉系统的标定方法和系统实现，求出了双目视觉系统的结构参数。这些标定系统都具有很高的精度并能够达到工业应用的要求，很好的解决了理论应用的实用性问题。最后，详细阐述了机械手的手眼配置结构模型，对机械手的双目手眼系统进行了全局手眼标定研究并给出了系统实现。然后利用双目手眼机械手对目标工件进行了定位抓取实验研究和系统设计，实验表明，此机械手的双目视觉定位抓取系统具有定位速度快、精确度高、柔性化好和对环境具有很强的适应能力等优点，能够满足大部分工业现场的视觉定位应用方面的要求，系统具有很好的实用性。关键词：智能制

7、造；机器人；机器视觉；手眼结构；标定；HALCON-I-燕山大学工学硕士学位论文AbstractThelevelofindustrialdevelopmentinacountrynotonlyplaysanimportantroleinthenationaleconomy,itisalsoanimportantsymboltomeasureacountry'scomprehensivenationalstrengthandthelevelofscienceandtechnologydevelopment.Withcontinuousexpansion