基于視覺的機器人碼垛過程監(jiān)控與診斷的研究.pdf

1、基于視覺的工業(yè)機器人操作過程狀態(tài)監(jiān)控與故障診斷是當前機器視覺領域的研究新方向之一，有著重要的理論意義和廣泛的應用前景。本文在對碼垛機器人的碼垛過程進行分析的基礎上，運用有關機器視覺及運動目標跟蹤的理論及方法，對基于視覺的機器人操作過程的監(jiān)控與診斷進行了詳細的研究。 本文的主要研究內容及成果如下： 首先，針對運動箱體的識別及環(huán)境光照變化問題，本文采用了基于顏色和形狀特征的方法對箱體識別進行研究。顏色的色調對環(huán)境光照條件有很

2、好的穩(wěn)定性，同時箱體的顏色與周圍環(huán)境的顏色不同且箱體為矩形，利用這些特點，監(jiān)控與診斷系統(tǒng)首先用顏色的色調特征快速地從環(huán)境中分離出目標；然后用圖像中心矩識別出箱體及運動狀態(tài)。 其次，針對監(jiān)控系統(tǒng)的快速實時性要求，本文對多項式擬合預測和卡爾曼濾波預測等跟蹤算法進行了研究。對運動箱體采用了跟蹤窗的方式進行實時跟蹤。在進行圖像處理時，只處理跟蹤窗內的部分圖像，這樣做既減少了系統(tǒng)對圖像中無關信息的處理時間，又提高了系統(tǒng)的抗干擾能力。

3、 然后，對機器人碼垛過程和碼垛過程存在的危險及故障進行了分析，并采用了基于最小二乘法的線性擬合對箱體的運動軌跡曲線進行直線擬合。在此基礎上，就可以判斷箱體運動的位置是否在擬合運動軌跡的許可范圍內及速度是否超過限速等內容，從而診斷出各種不同的故障。 最后，采用基于虛擬儀器的圖形化編程語言LabVIEW 編寫程序，實現(xiàn)實時處理算法，并對實時處理效果進行仿真實驗求證。在程序設計中采用了模塊化編程方法和多種優(yōu)化處理技術，使監(jiān)控系統(tǒng)性能