收稿日期 :2005 - 08 - 04
作者简介 :钱新恩
(
1948 —
)
,男 ,安徽怀宁人 ,硕士 ,教授 ,研究方向 :计算机控制
(
E - mail :qianxinn @dongfeng. net
)
。
文章编号 :1003 - 6199
(
2006
)
01 - 0114 - 03
计算机视觉在工业机器人上的应用
钱新恩 ,夏朝猛
(
湖北汽车工业学院电气工程系 ,湖北 十堰 442002
)
摘 要 :介绍工业机器人计算机视觉系统的工作原理和系统组成。该系统具有对摄像机视场中特征点
自动定位和跟踪功能。结合工业机器人控制软件 ,该系统使工业机器人能实时地调整运动轨迹 ,提高其适
应性和灵活性。
关键词 :视觉 ;工业机器人 ;自动定位
中图分类号 : TP242. 2 文献标识码 :A
Application of Computer Vision on Industrial Robot
QIAN Xi2nen ,XIA Chao2meng
(
Department of Electrical Engineering ,Hubei Automotive Industries Institute ,Shiyan 442002 ,China
)
Abstract :This paper introduces the principle and composition of a industrial robot computer vision system. With the function
of auto - orientation、following track and control ware ,the Robot can adjust its locus on time and can improve adaptive and clever2
ness in itself.
Key words :computer vision ; industrial robot ; auto - orientation
1 引言
“计算机视觉在工业机器人上的应用”主要是
为工业机器人研究开发一套具有对摄像机视场中
特征点自动定位和跟踪功能的计算机视觉系统。
虽然目前机器人已经广泛的应用于工业的各
个领域 ,但是这些工业机器人大部分都是以“示教
—再现”方式工作的。即机器人在工作时 ,先由操
作员引导机器人运行示教内容 ,或通过计算机编程
的方式来进行示教 ,然后再由机器人再现先前的示
教内容。示教内容包括机器人操作机构的空间轨
迹、作业条件、作业顺序等。由于机器人进行再现
运动时 ,处于开环的工作方式 ,缺乏对外部变化信
息的了解 ,譬如作业对像发生了偏移或变形导致位
置发生变化 ,或者在其再现轨迹上有障碍物出现
时 ,机器人就不能根据这些变化实时地调整其运动
轨迹 ,从而影响加工的精度甚至会造成事故。而在
工厂实际应用中 ,由于工作环境比较恶劣 ,这些情
况难以避免。因此 ,为了提高工业机器人灵活性和
适应性 ,使其能对外部环境的变化实时做出了调整
其运动轨迹 ,使其能够更好的发挥起作用 ,我们在
原有的工业机器人系统中引进了计算机视觉系统。
通过计算机视觉图像采集装置获取外部环境的图
像信息 ,应用图像处理技术对这些图像信号进行分
析处理 ,通过三维重建 ,实时计算出图像中作业对
像的特征点的三维位置信息。然后根据计算出的
结果 ,利用 Motocom32 软件与机器人控制柜通讯 ,
通过计算机对工业机器人进行决策控制 ,实现工业
机器人对空间特征点的自动定位和跟踪。
2 系统的构成及其原理
本课题是基于 Motoman UP6 工业机器人系统
上的二次开发。在原有工业机器人基础上 ,添加了
一套视觉系统 ,使其成为一个具有视觉的工业机器
第 25 卷第 1 期
2 0 0 6 年 3 月
计 算 技 术 与 自 动 化
Computing Technology and Automation
Vol125 ,No11
Mar. 2 0 0 6