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项目名称:基于机器人化护理床的社区医护远程监护系统研发及产业化
基金颁发部门:广东省科技厅 基金号: 20054982304 基金申请人:张铁
项目经济效益: 50 万元
基于机器视觉的工业机器人定位系统
廖万辉 李琳
(华南理工大学机械与汽车工程学院机器人研究室,广州, 510640)
【摘 要】 建立了一个主动机器视觉定位系统,用于工业机器人对零件工位的精确定位。
采用基于区域的匹配和形状特征识别相结合的图像处理方法, 该方法经过阈值和形状判据,
识别出物体特征。经实验验证,该方法能够快速准确地得到物体的边界和质心,进行数据
识别和计算,再结合机器人运动学原理控制机器人实时运动以消除此误差,满足工业机器
人自定位的要求。
【关键词】 工业机器人;机器视觉;图像识别;定位
Stereo Vision for Tracking and Location System Working on Industrial Robot
Liao Wanhui and Li Lin
(Robotics Research Laboratory, School of mechanic and auto engineering,
South China University of Technology, China, 510640 )
Abstract : An active stereo vision for tracking and location system is built to work on industrial
robot. A method combines area-based matching and the object ’s shape to recognize object is
proposed. It recognizes based on shape and segmentation. Test result showed that this method
can correctly and quickly work out the boundary and centroid of object, the robot then moved to
reduce the disparity as soon as possible based on the robot kinematics. It can achieve high rates
of tracking and locating.
Key words : Industrial robot ;Stereo vision ;Imaging recognition ;Locating
文献标识码: B 中图分类号: TP24
1. 引言
目前工业机器人仅能在严格定义的结构化环境中执行预定指令动作, 缺乏对环境的感知
与应变能力, 这极大地限制了机器人的应用。 利用机器人的视觉控制, 不需要预先对工业机
器人的运动轨迹进行示教或离线编程,可节约大量的编程时间,提高生产效率和加工质量。
Hagger 等人提出通过基于机器人末端与目标物体之间的误差进行视觉反馈的方法
[1]
;
Mezouar 等人提出通过图像空间的路径规划和基于图像的控制方法
[2]
。国内这方面主要应用
于焊接机器人对焊缝的跟踪。
本文利用基于位置的视觉伺服思想, 以六自由度垂直关节型喷涂机器人为载体, 提出一
种基于机器视觉的工业机器人自定位控制方法, 解决了机器人末端实际位置与期望位置相距
较远的问题,改善了喷涂机器人的定位精度。
2. 视觉定位系统的组成
机器人视觉定位系统构成如图 1 所示,在关节型机器人末端安装喷涂工具、 单个摄像机,
使工件能完全出现在摄像机的图像中。系统包括摄像机系统和控制系统:
(1)摄像机系统:由单个摄像机和计算机(包括图像采集卡)组成,负责视觉图像的
采集和机器视觉算法;
(2)控制系统:由计算机和控制箱组成,用来控制机器人末端的实际位置;
经 CCD 摄像机对工作区进行拍摄,计算机通过本文使用的图像识别方法,提取跟踪特
征,进行数据识别和计算, 通过逆运动学求解得到机器人各关节位置误差值, 最后控制高精
度的末端执行机构,调整机器人的位姿。