基于双目立体视觉的工件识别定位与抓取系统研究.doc

西安理工大学硕士学位论文摘要70I论文题目：基于双目立体视觉的工件识别定位与抓取系统研究本课题获国家自然科学基金项目（No.10872160）；陕西省机械制造装备重点实验室项目（05JS29）资助学科专业：机械电子工程研究生：魏敬强签名：指导教师：傅卫平教授签名：摘要随着机器视觉技术的发展立体视觉尤其是双目立体视觉被广泛应用于物体识别、虚拟现实、工业检测、机器人导航和航空航天等领域。双目立体视觉技术可在多种条件下灵活的获得景物的立体信息相对单目视觉而言有着不可比拟的优势是图像处理与机器视觉领域的前沿研究方向。本文采用双目立体视觉系统对目标工件识别定位和机器人抓取试验进行了研究主要涉及摄像机的标定、目标工件的识别定位匹配和机器人对目标工件的抓取三大部分内容。另外对目标跟踪进行了初步地研究与试验。1）采用基于透视变换模型的线性标定方法在MATLAB软件环境中利用双目立体视觉系统对摄像机进行标定。该标定方法过程简便精度基本满足要求。2）利用HALCON编程环境对目标工件的图像进行识别匹配并通过提取边缘特殊点和几何中心完成工件的定位。该方法在采集图像时可以对图像进行预处理计算速度快使用灵活。3）将工件图像的定位结果传到机器人的控制系统中通过运动学反解将计算出的世界坐标值转化成机器人各关节需要转过的角度值然后驱动机器人完成工件的抓取。通过工件识别定位和机器人抓取试验证明该方法计算过程简单具有较高的控制精度使用方便能满足要求。关键词：双目视觉；标定；HALCON；识别；定位西安理工大学硕士学位论文ABSTRACTTitle:THERESEARCHONLOCATIONANDRECOGNITIONSYSTEMOFWORKPIECEBASEDONBINOCULARSTEREOVISIONANDGRABBINGSYSTEMSupportedbytheNationalNaturalScienceFoundationofChina（No.10872160）;KeyLaboratoryProjectofMechanicalManufacturingEquipmentofShaanxiProvince(No.05JS29)Major:MachineryElectronicEngineeringName:JingqiangWeiSignature:Supervisor:Prof.WeipingFUSignature:AbstractWiththedevelopmentofcomputervisiontechnologythestereovisionparticularlythebinocularstereovisioniswidelyusedinobjectrecognitionvirtualrealityindustrialinspectionrobotnavigationandaerospaceandotherfields.Thebinocularvisioncanflexiblyobtainthree-dimensionalinformationofobjectsinvariousconditions.Ithasunparalleledadvantagescomparedwiththemonocularvisionanditistheforefrontoftheresearchdirectionsofimageprocessingandmachinevisionfield.Inthispaperusingthebinocularstereovisionsystemtostudytherecognition-positioningoftargetworkpieceandgrabbingrobotitmainlyrelatestothethreecontentsofcameracalibrationrecognitionloactionandmatchingofthetargetworkpieceandtheworkpiecemanipulatorgrabbing.Inaddi