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工業(yè)機(jī)器人視覺定位技術(shù)簡析

日期:2024-11-28 人氣: 來源:gcceramics.com 作者:ABB機(jī)器人維修

簡介:機(jī)器人集成了電子技術(shù)、傳感技術(shù)和智能控制技術(shù)等,是一種能夠自動執(zhí)行工作任務(wù)的機(jī)器裝置,其可以接受人類的指揮,也可以依照人工智能技術(shù)制定的原則和綱領(lǐng)自主行動,在許多領(lǐng)域得到了應(yīng)用。 目前,工業(yè)機(jī)器人只能在嚴(yán)格定義的結(jié)構(gòu)化環(huán)境中執(zhí)行預(yù)定指令動作……
  
  機(jī)器人集成了電子技術(shù)、傳感技術(shù)和智能控制技術(shù)等,是一種能夠自動執(zhí)行工作任務(wù)的機(jī)器裝置,其可以接受人類的指揮,也可以依照人工智能技術(shù)制定的原則和綱領(lǐng)自主行動,在許多領(lǐng)域得到了應(yīng)用。
  目前,工業(yè)機(jī)器人只能在嚴(yán)格定義的結(jié)構(gòu)化環(huán)境中執(zhí)行預(yù)定指令動作,缺乏對環(huán)境的感知與應(yīng)變能力,這極大地限制了機(jī)器人的應(yīng)用。工件視覺定位方法,配合專用的圖像處理軟件,利用機(jī)器人的視覺控制,不需要預(yù)先對工業(yè)機(jī)器人的運動軌跡進(jìn)行示教或離線編程,能夠?qū)崿F(xiàn)工業(yè)機(jī)器人視覺系統(tǒng)的可靠定位,在提升工件定位精度和加工效果方面發(fā)揮了積極作用,可節(jié)約大量的編程時間,提高生產(chǎn)效率和加工質(zhì)量。國內(nèi)這方面主要應(yīng)用于焊接機(jī)器人對焊縫的跟蹤。
  一、視覺定位系統(tǒng)的組成?
  機(jī)器人視覺定位系統(tǒng)構(gòu)成(如下圖所示),在關(guān)節(jié)型機(jī)器人末端安裝噴涂工具、單個攝像機(jī),使工件能完全出現(xiàn)在攝像機(jī)的圖像中。系統(tǒng)包括攝像機(jī)系統(tǒng)和控制系統(tǒng):
  (1)攝像機(jī)系統(tǒng):由單個攝像機(jī)、計算機(jī)和采集系統(tǒng)(包括圖像采集卡)組成,負(fù)責(zé)視覺圖像的采集和機(jī)器視覺算法;此系統(tǒng)推薦使用數(shù)字相機(jī),提取精度會比搭載一般攝像機(jī)的精度要高。
  (2)控制系統(tǒng):由計算機(jī)和控制箱組成,用來控制機(jī)器人末端的實際位置;??
  經(jīng)CCD攝像機(jī)對工作區(qū)進(jìn)行拍攝,計算機(jī)通過圖像識別方法,提取跟蹤特征,進(jìn)行數(shù)據(jù)識別和計算。
  圖1?噴涂機(jī)器人視覺定位系統(tǒng)組成
  二、視覺定位系統(tǒng)的工作原理
  使用美國TEO品牌的數(shù)字相機(jī)TM-C6597E,搭載TM-C520HP圖像采集系統(tǒng),由專用攝像機(jī)、均衡傳輸線、圖像采集卡,三者統(tǒng)一設(shè)計,將視頻信號輸入計算器,并對其快速處理。首先選取被跟蹤物體的局部圖像,該步驟相當(dāng)于離線學(xué)習(xí)的過程,在圖像中建立坐標(biāo)系以及訓(xùn)練系統(tǒng)尋找跟蹤物體。學(xué)習(xí)結(jié)束后,圖像 卡不停地采集圖像,提取跟蹤特征,進(jìn)行數(shù)據(jù)識別和計算,通過逆運動學(xué)求解 機(jī)器人各關(guān)節(jié)位置給定值,最后控制高精度的末端執(zhí)行機(jī)構(gòu),調(diào)整機(jī)器人的位置。
  這樣,視覺定位系統(tǒng)將基于區(qū)域的匹配和形狀特征識別結(jié)合,進(jìn)行數(shù)據(jù)識別和計算,能夠快速準(zhǔn)確地識別出物體特征的邊界與中心,機(jī)器人控制系統(tǒng)通過逆運動學(xué)求解得到機(jī)器人各關(guān)節(jié)位置的轉(zhuǎn)角誤差,最后控制高精度的末端執(zhí)行機(jī)構(gòu),調(diào)整機(jī)器人的位姿以消除此誤差。從而解決了機(jī)器人末端實際位置與期望位置相距較遠(yuǎn)的問題,改善了傳統(tǒng)機(jī)器人的定位精度。
  三、圖像的特征提取
  工作臺上的工件與工作臺背景對比在顏色方面形成很大的差別,即工件識別為黑色,提取黑色的圖像的中心線,采集系統(tǒng)將這一信息作為識別工件的重要特征。
  一般視覺系統(tǒng)獲取工件圖像時,由于受到種種條件的限制和噪聲的干擾,因此不能直接在視覺系統(tǒng)中直接使用,必須經(jīng)過圖像分析和識別進(jìn)行灰度校正、噪聲過濾等圖像預(yù)處理。

文章來源,工業(yè)機(jī)器人維修官網(wǎng):gcceramics.com

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