基于单目视觉袋装奶装箱线的设计与研发

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1、中文图书分类号：TP24密级：公开UDC：621学校代码：10005硕士学位论文MASTERALDISSERTATION论文题目：基于单目视觉袋装奶装箱线的设计与研发论文作者：贺冬冬学科：机械工程指导教师：丁华锋教授论文提交日期:2017年4月UDC：621学校代码：10005中文图书分类号：TP24学号：S201401088密级：公开北京工业大学工学硕士学位论文题目：基于单目视觉牛奶装箱线的设计与研发英文题目：DESIGNANDDEVELOPMENTOFMILKPACKINGLINEBASEDONMONOCULARVIS

2、ION论文作者：贺冬冬学科专业：机械工程研究方向：机构及机器人系统分析与控制申请学位：工学硕士指导教师：丁华锋教授所在单位：机械工程与应用电子技术学院答辩日期：2017年5月28日授予学位单位：北京工业大学独创性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京工业大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。

3、签名：贺冬冬日期：2017年5月22日关于论文使用授权的说明本人完全了解北京工业大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。（保密的论文在解密后应遵守此规定）签名：贺冬冬日期：2017年5月22日导师签名：丁华锋日期：2017年5月22日摘要摘要本文结合国家863项目“高速包装机器人及其成套装备”，并根据袋装奶企业的实际生产需要设计研发了基于机器视觉的轻型高速并联机械手的袋装奶装箱生产线。整个控制系统视

4、觉识别系统与运动控制系统通过LabVIEW集成为一体，为基于“PC+运动控制卡”的控制系统，视觉系统为基于以太网通信的CCD智能相机开发，运动控制系统为基于“运动控制卡+伺服驱动器+伺服电机”开发。本文所做的工作如下：（1）根据企业实际生产的需要，完成对袋装奶装箱线的功能需求分析，确定袋装奶装箱线的整体布局方案，并对袋装奶抓取动作进行分析，以此确定选用具有4个自由度的Delta-4并联机器人。（2）根据袋装奶装箱线的性能要求，完成了关键硬件的选型工作以及关键设备之间的通讯接口设计。（3）基于袋装奶的外形轮廓，设计了基于几何

5、形状匹配的视觉识别系统，视觉识别系统采用单目视觉fixedinworkspace的安装方式。为提升匹配速度，保证匹配精度，利用图像压缩、灰度二值化和形态学滤波等图像处理方法提取模板和处理相机所获取的图片。（4）为简化系统，本课题将视觉系统与运动控制系统集成为一体。袋装奶抓取采用基于位置计算的伺服控制方法，并完成了包括Delta-4并联机器人正逆解分析、轨迹规划、抓取装箱路径规划、袋装奶动态跟踪和抓取任务分配等设计。（5）设计了机器人示教、点动、标定等功能，并通过实际运行验证所设计的控制系统的稳定性。关键词：机器视觉；Del

6、ta并联机器人；几何形状匹配；动态抓取AbstractAbstractThisthesisisabouttheresearchanddevelopmentworkofmilkpackingsystemwithhigh-speedandlight-weightparallelrobotbasedonmachinevisionforactualproductionandtheprojectistheNational863Program“aHighSpeedPackagingRobotSystem”.Thewholecontro

7、lsystemintegratesthevisionsystemandthemotioncontrolsystembyLabVIEWandbelongsto“PC+MotionControlCard”.ThevisionmoduleisbasedonthedevelopmentofCCDcamerawithEthernetandthemotioncontrolmoduleisbasedon“CCDCamera+ImageAcquisitionCard”.Themaintaskscompletedaresummarizeda

8、sfollows:(1)TheprojectensuredthelayoutschemeandanalyzedthefunctionalrequirementsofthemilkpackinglineaccordingtotheactualproductionanddeterminedtoselectD