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1、碩士學(xué)位論文基于雙目立體視覺的工件識(shí)別與定位技術(shù)研究（學(xué)術(shù)型）RESEARCHONWORKPIECERECOGNITIONANDLOCATIONTECHNOLOGYBASEDONBINOCULARSTEREOVISION李勝利哈爾濱工業(yè)大學(xué)2016年6月國(guó)內(nèi)圖書分類號(hào)：TP249學(xué)校代碼：10213國(guó)際圖書分類號(hào)：621密級(jí)：公開工學(xué)碩士學(xué)位論文基于雙目立體視覺的工件識(shí)別與定位技術(shù)研究碩士研究生：李勝利導(dǎo)師：高云峰副教授申請(qǐng)學(xué)位：工學(xué)碩士學(xué)科：機(jī)械電子工程所在單位：機(jī)電工程學(xué)院答辯日期：2016年6月授予學(xué)位單位：哈爾濱工業(yè)大學(xué)Cla
2、ssifiedIndex:TP249U.D.C:621DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringRESEARCHONWORKPIECERECOGNITIONANDLOCATIONTECHNOLOGYBASEDONBINOCULARSTEREOVISIONCandidate:LiShengliSupervisor:AssociateProf.GaoYunfengAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpeciality:Mechatronics
3、EngineeringAffiliation:SchoolofMechatronicsEngineeringDateofDefence:June,2016Degree-Conferring-Institution:HarbinInstituteofTechnology哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文摘要本文研究了基于雙目立體視覺的工件識(shí)別與定位技術(shù)，目的在于解決工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)中堆疊工件的識(shí)別與抓取問題，從而提高工業(yè)生產(chǎn)的自動(dòng)化水平。本文以雙目視覺系統(tǒng)為基礎(chǔ)，研究了手眼相機(jī)標(biāo)定、工件的檢測(cè)與識(shí)別、定位與抓取避撞等內(nèi)容，并且搭建了基于雙目視覺的機(jī)
4、器人抓取平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)工件的抓取。本文首先研究了Eye-in-Hand雙目視覺系統(tǒng)中相機(jī)標(biāo)定的相關(guān)問題。針對(duì)相機(jī)標(biāo)定過程中角點(diǎn)提取精度不高的問題，采用一種基于透視校正的角點(diǎn)提取方法。通過畸變校正與透視校正獲取實(shí)際情況下的角點(diǎn)坐標(biāo)，較傳統(tǒng)標(biāo)定算法能顯著提高標(biāo)定精度。接著引入直積法完成對(duì)手眼系統(tǒng)參數(shù)的標(biāo)定，消除分步標(biāo)定帶來(lái)的累積誤差。為了完成對(duì)堆疊工件的識(shí)別，針對(duì)規(guī)則工件，本文采用邊緣幾何特征來(lái)檢測(cè)工件。首先采用Gamma校正與雙邊濾波完成對(duì)圖像的預(yù)處理，接著采用一種基于Sobel算子與區(qū)域生長(zhǎng)法的邊緣檢測(cè)算法，能夠準(zhǔn)確的檢測(cè)出圖像中堆疊
5、工件的邊緣區(qū)域。最后結(jié)合基于梯度方向的橢圓擬合算法檢測(cè)工件，較Hough變換和最小二乘法檢測(cè)的結(jié)果更為精確。采用支持向量機(jī)對(duì)檢測(cè)出的工件進(jìn)行識(shí)別，提出以HOG特征與LBP特征融合的方式訓(xùn)練出權(quán)值可變的分類器，并對(duì)LBP特征的抗噪性進(jìn)行了分析。接著引入雙目測(cè)距模型，采用基于邊緣幾何特征匹配的方式重建出工件的空間位姿，并對(duì)姿態(tài)擬合誤差進(jìn)行了分析。搭建了視覺系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。分別通過實(shí)驗(yàn)對(duì)視覺系統(tǒng)的定位精度和工件抓取的可行性進(jìn)行了驗(yàn)證，針對(duì)機(jī)械臂抓取時(shí)手爪與箱壁碰撞的問題，采用位姿修正方法來(lái)避免碰撞。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：本文的識(shí)別與定位算法穩(wěn)定性好
6、，能夠滿足實(shí)際的堆疊工件識(shí)別與抓取需求，達(dá)到了預(yù)期的目標(biāo)。關(guān)鍵詞：雙目視覺；堆疊工件；邊緣檢測(cè)；支持向量機(jī)；定位與抓取-I-哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文AbstractThispaperfocusesonidentifyingandlocatingobjectsbybinocularstereovision,aimingatgraspingthescatteredworkpieceinindustrialproductionlinesandmakingtheautomatedmanufacturingmoreflexible.Int
7、hispaper,hand-eyecalibration,workpiecedetectionandidentification,3Dreconstructionandworkpiecegraspingwithcollisionavoidancearestudied.Inaddition,anexperimentalplatformtoidentifyandgrasptheworkpiecebasedonstereovisionisbuilt.Thispaperstudiessomecalibrationproblemsintheey
8、e-in-handbinocularvisionsystem.Toobtainaccuratelocalizationofcalibrationpatterncontrolpoints,acornerextraction
