喷漆机器人双目视觉快速示教技术研究.pdf

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1、工学硕士学位论文喷漆机器人双目视觉快速示教技术研究ResearchonRapidTeachingTechniqueofPaintingRobotBasedonBinocularVision潘添豪哈尔滨工业大学2018年6月哈尔滨工业大学工学硕士学位论文国内图书分类号：TP311.5学校代码：10213国际图书分类号：681密级：公开工学硕士学位论文喷漆机器人双目视觉快速示教技术研究硕士研究生：潘添豪导师：肖峰教授申请学位：工学硕士学科：控制科学与工程所在单位：航天学院答辩日期：2018年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学哈尔滨工业大学工学硕士学位论文Classifie

2、dIndex:TP311.5U.D.C:681DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringResearchonRapidTeachingTechniqueofPaintingRobotBasedonBinocularVisionCandidate：PanTianhaoSupervisor：XiaoFengAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：ControlScienceandEngineeringAffiliation：SchoolofAstronaut

3、icsDateofDefence：June,2018Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要喷漆机器人在现如今工厂中应用广泛，相较于人工方式有如不受有害气体影响，喷涂材料利用率高，可重复喷涂等多种优点。喷漆机器人的示教现在一般都通过示教再现方式和离线编程的方式进行实施，示教再现方式通过示教盒一个点一个点的操作机器人完成轨迹的示教，过程繁琐；离线编程方式对操作人员的相关知识要求较高，人群受限。为了解决示教过程中的以上问题，本文设计了一种基于双目视觉的示教系统，进

4、行喷漆机器人的快速示教。本文的主要研究内容如下：首先，对双目视觉快速示教系统进行搭建，选择双目工业摄像机与红外光源和标记点小球进行平台搭建。完成了双目摄像机的图像采集，双目摄像机的立体标定，与立体校正，方便之后的图像处理过程。其次，对双目相机采集到的图像进行图像处理以识别标记点，通过图像的滤波进行去噪，利用基于灰度波动变换的方法对图像进行阈值化分割，在此之后对图像进行基于轮廓的特征提取，利用椭圆拟合的方法识别标记点并确定标记点位置，通过立体匹配的方式进行标记点的三维测量并根据三个标记点进行姿态计算。通过基于贝叶斯估计的目标跟踪方法对标记物进行目标跟踪，比较了其中Ka

5、lman滤波与粒子滤波在目标跟踪中的优缺点。最后，搭建双目视觉快速示教系统的软件平台，实现相机标定，标记物三维信息显示，双目相机图像的显示，示教轨迹的显示功能。通过实验验证了双目视觉快速示教系统的适用性。关键词：双目视觉定位；运动目标跟踪；粒子滤波；相机标定I哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractSpraypaintrobotsarewidelyusedintoday'sfactories.Comparedtomanualmethods,theyarenotaffectedbyharmfulgases,andhavehighutilizationofspra

6、ymaterials,andcanbesprayedrepeatedly.Theteachingofpaintingrobotsisnowgenerallyimplementedthroughteachingreproductionmethodsandoff-lineprogramming.Theteachingofreproductionmethodsisperformedbyteachingrobotsonepointatatimetocompletetheteachingofthetrajectory,andtheprocedureiscumbersome;O

7、ff-lineprogrammingrequireshigherknowledgeoftheoperatorandthecrowdislimited.Inordertosolvetheaboveproblemsintheteachingprocess,thisarticledesignedateachingsystembasedonbinocularvision,andquicklytaughtpaintingrobots.Themainresearchcontentofthispaperisasfollows:First,thebinocularvisionq