機(jī)器人手眼系統(tǒng)定位方法研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、關(guān)于機(jī)器人手眼關(guān)系的研究是視覺信息更好地應(yīng)用于機(jī)器人領(lǐng)域的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，逐漸成為該領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。手眼視覺系統(tǒng)能夠從攝像機(jī)獲取的圖像信息出發(fā)，計(jì)算空間物體的位置、形狀等幾何信息，實(shí)現(xiàn)空間目標(biāo)定位。它在惡劣環(huán)境中的裝配、焊接、維修、搬運(yùn)等工作中，能夠代替人類勞動(dòng)，因此有著廣泛的應(yīng)用前景。
　　本文主要研究手眼視覺系統(tǒng)的目標(biāo)定位方法，實(shí)現(xiàn)了兩種標(biāo)定算法的參數(shù)獲取過程，并且詳細(xì)地比較了二者的算法實(shí)現(xiàn)、實(shí)驗(yàn)過程以及有效性。手眼系統(tǒng)的標(biāo)定內(nèi)

2、容主要包括兩部分：攝像機(jī)內(nèi)部參數(shù)和手眼相對(duì)幾何關(guān)系（包括旋轉(zhuǎn)矩陣和位置矢量），在本課題中，這兩種算法的數(shù)學(xué)模型是相同的，都是基于“黑箱”思想，把攝像機(jī)內(nèi)部參數(shù)和手眼關(guān)系旋轉(zhuǎn)部分作為一個(gè)整體矩陣來獲得，在文中這個(gè)整體矩陣稱為常數(shù)矩陣。其中，第一種算法是基于恒定旋轉(zhuǎn)矩陣的，即末端執(zhí)行器與機(jī)器人基坐標(biāo)系的旋轉(zhuǎn)關(guān)系保持不變的情況下，攝像機(jī)做一次沿光軸方向的移動(dòng)，得到已知參考點(diǎn)的兩幅圖像，利用這兩幅圖像就可以同時(shí)獲得常數(shù)矩陣和位置矢量；第二種算法

3、是基于主動(dòng)視覺系統(tǒng)的自標(biāo)定方法，不需要已知參考物，借助攝像機(jī)作平移運(yùn)動(dòng)時(shí)得到的FOE點(diǎn)，分兩步實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的參數(shù)標(biāo)定，首先通過做至少四次已知運(yùn)動(dòng)參數(shù)的純平移運(yùn)動(dòng)得到常數(shù)矩陣，然后借助常數(shù)矩陣再做兩次帶旋轉(zhuǎn)的運(yùn)動(dòng)就可以得到手眼關(guān)系位置矢量部分。
　　基于實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有的MOTOMAN機(jī)器人視覺平臺(tái)，利用VC++和Matlab聯(lián)合編程，完成了兩種標(biāo)定算法的軟件系統(tǒng)。根據(jù)標(biāo)定過程和標(biāo)定結(jié)果，得到實(shí)驗(yàn)結(jié)論：第一種算法在標(biāo)定過程中，攝像機(jī)沿光軸運(yùn)動(dòng)