基于六自由度机械手运动的视觉定位精度技术研究

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1、学号：S15020191基于六自由度机械手运动的视觉定位精姓度技硕士学位(毕业)论文名术研究基于六自由度机械手运动的视觉定位精度技术研究研究生姓名：李秋实学科、专业：光学工程二○一八年四月分类号：密级：可公开UDC：编号：基于六自由度机械手运动的视觉定位精度技术研究ResearchonVisualPositioningAccuracyBasedonSixDegreesofFreedomManipulatorMovement学位授予单位及代码：长春理工大学（10186）学科专业名称及代码：光学工程（0803）研究方向：仿生光学技术申请学位级别：硕士指导教师：付新华研

2、究生：李秋实论文起止时间：2017.04—2018.03长春理工大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的硕士学位论文，《仿生复眼技术在机器视觉上的应用研究》是本人在指导教师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者签名：年月日长春理工大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者及指导教师完全了解“长春理工大学硕士学位论文版权使用规定”，同意长春理工大学保留并向中国科学信

3、息研究所、中国优秀博硕士学位论文全文数据库和CNKI系列数据库及其它国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权长春理工大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，也可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编学位论文。作者签名：年月日导师签名：年月日摘要工业机器人可以极大地提高工作效率，降低人工成本。使机器人具有定位精度高、智能化程度高的特征是未来的发展思路，而具有视觉系统的机器人就是机器智能的重要体现。六自由度机械手在配备双目视觉系统工作时，会出现定位精度不高的问题，导致机械手运动过程中不能准确作业。为了改善六自

4、由度机械手的定位精度，提出了一种新型的机器视觉系统。基于昆虫的复眼系统在视觉上的优势，设计了一种平面型仿生复眼系统，具有小型化，重建精度高，定位精准等特点。首先论述了昆虫复眼的结构与分类，在确定了复眼镜头的参数后，用ZEMAX进行了光学设计和优化，并确定了子眼镜头的拼接方案。使用图像处理软件对摄取的图片进行图像预处理和特征点提取，并通过对比分析，实现对相机的标定。根据小孔成像原理，经过公式推导，给出了相邻模型三维空间点坐标的求解方式。最后从双目立体视觉模型出发，将三维坐标求解方式推广到多目视觉模型，并通过三维重建和三维测量实验得到多目视觉的测量结果。实验数据和实验

5、分析结果表明，复眼视觉系统比双目视觉系统具有更高的重建精度和定位精度，复眼视觉技术应用于机器视觉，具有更广阔的前景。关键词：复眼系统图像处理标定三维重建三维测量ABSTRACTIndustrialrobotscangreatlyimproveworkefficiencyandreducelaborcosts。Makingtherobothavethefeaturesofhighpositioningaccuracyandhighintelligenceisthefuturedevelopmentidea,andtherobotwithvisionsystemisa

6、nimportantembodimentofmachineintelligence.Whenthesix-degree-of-freedommanipulatorisworkingwithabinocularvisionsystem,thereisaproblemthatthepositioningaccuracyisnothigh,resultinginaninaccurateoperationofthemanipulator.Inordertoimprovethepositioningaccuracyofthesix-degree-of-freedommani

7、pulator,anewtypeofmachinevisionsystemwasproposed.Basedonthevisualadvantageofinsect-basedcompoundeyesystem,aplanarbioniccompoundeyesystemwasdesigned,whichhadthecharacteristicsofminiaturization,highreconstructionaccuracyandprecisepositioning.Firstly,thestructureandclassificationofinsect

8、compo