并聯(lián)機器人視覺技術及應用

前言
第1章緒論1
11并聯(lián)機器人1
111并聯(lián)機器人的特點1
112并聯(lián)機器人的歷史及應用2
12機器視覺4
121主動視覺4
122主動視覺機構構型6
13并聯(lián)機器人視覺技術7
131并聯(lián)機器人的視覺需求7
132幾種典型的并聯(lián)機器人視覺系統(tǒng)8
133并聯(lián)機器人雙目主動視覺監(jiān)測平臺9
134并聯(lián)機器人結構光視覺系統(tǒng)11
14本書主要內容12
第2章并聯(lián)機器人雙目主動視覺監(jiān)測平臺樣機設計與分析13
21樣機總體設計方案13
22樣機分析與設計14
221幾何模型創(chuàng)建14
222定義約束和運動15
223虛擬樣機仿真分析16
224樣機有限元分析19
23樣機加工裝配21
第3章并聯(lián)機器人雙目主動視覺監(jiān)測平臺樣機控制系統(tǒng)設計22
31樣機控制方案設計及主要設備選型22
311控制方案設計22
312主要設備選型22
32樣機伺服運動控制系統(tǒng)的研究25
321電動機控制系統(tǒng)的設計25
322FPGA+DSP的電動機運動控制卡25
323交流伺服電動機運動控制26
324步進電動機運動控制31
33樣機電氣控制系統(tǒng)的組成36
第4章并聯(lián)機器人雙目主動視覺監(jiān)測平臺運動學模型39
41并聯(lián)機器人雙目主動視覺監(jiān)測平臺樣機39
42視覺平臺的機構模型40
43視覺平臺的位置正反解模型42
44視覺平臺的速度正反解模型45
45視覺平臺的加速度正反解模型48
第5章并聯(lián)機器人雙目主動視覺監(jiān)測平臺標定體系57
51并聯(lián)機器人雙目主動視覺監(jiān)測平臺立體標靶塊的設計57
511立體標靶塊的布局設計57
512梯形靶面的標志點設計58
52監(jiān)測平臺視覺模型的建立59
521攝像機模型及標定59
522攝像機的動態(tài)標定60
523標定實驗61
53并聯(lián)機器人雙目主動視覺監(jiān)測平臺結構參數(shù)和脈沖控制當量的測定63
531結構參數(shù)r及云臺俯仰電動機脈沖控制當量Ep的測定64
532結構參數(shù)θ及云臺平轉電動機脈沖控制當量Ef的測定65
533絲杠電動機脈沖控制當量El的測定66
534結構參數(shù)R及圓軌小車電動機脈沖控制當量Ec的測定66
535結構參數(shù)和脈沖控制當量的測定結果67
54樣機機械加工精度測試68
541圓軌平面度、圓度及與水平面的平行度測試68
542絲杠直線度及與圓軌平面的垂直度測試70
543圓軌小車電動機控制精度測試71
544絲杠電動機控制精度測試72
545云臺俯仰、平轉電動機控制精度測試73
第6章并聯(lián)機器人雙目主動視覺監(jiān)測平臺正視觀測模式與視覺跟蹤75
61并聯(lián)機器人雙目主動視覺平臺光軸可達域的確定75
62并聯(lián)機器人雙目主動視覺平臺觀測模式的定義76
63攝像機觀測注意點的轉移77
631攝像機觀測注意點轉移的假定77
632攝像機觀測注意點轉移策略78
64雙目正視模式的調整策略86
65雙目正視模式下的視覺跟蹤90
66實驗測試及結果92
661凝視和正視調整測試92
662正視模式下的視覺跟蹤測試96
第7章并聯(lián)機器人雙目主動視覺監(jiān)測平臺系統(tǒng)軟件設計99
71視覺平臺系統(tǒng)軟件總體設計99
72控制系統(tǒng)軟件設計100
721伺服電動機運動模塊101
722數(shù)字云臺控制模塊102
723攝像機控制模塊102
73視覺服務系統(tǒng)軟件設計103
731攝像機標定模塊104
732系統(tǒng)參數(shù)測定模塊104
733運動分析模塊106
74視覺系統(tǒng)和控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換108
第8章并聯(lián)機器人視覺監(jiān)測與視覺導航應用研究110
81視覺并聯(lián)機器人漢字雕刻系統(tǒng)的總體設計110
811工作原理110
812主要功能111
813系統(tǒng)硬件組成111
814雕刻系統(tǒng)軟件功能111
82基于視覺注意機制的視覺并聯(lián)雕刻機器人刀具檢測112
821SECO 模型113
822目標圖像的分割113
823目標輪廓的感知114
824實驗結果及分析115
83視覺并聯(lián)機器人刀具位姿及運動參數(shù)分析117
831圓臺標靶設計及其視覺信息計算118
832圓臺標靶特征點的提取與坐標計算119
833目標刀具位姿的計算120
834基于擴展卡爾曼濾波的目標刀具運動分析120
835實驗結果123
84視覺并聯(lián)雕刻機器人刀具導向期望加工位置研究125
841并聯(lián)雕刻機器人刀具的視覺坐標與世界坐標126
842并聯(lián)雕刻機器人刀具導向理想工作點的方法研究127
第9章并聯(lián)機器人結構光視覺系統(tǒng)總體設計131
91系統(tǒng)研究背景和意義131
92系統(tǒng)工作原理132
921光學三角測量法原理132
922結構光的分類及選擇132
923編碼結構光三維視覺原理133
93系統(tǒng)結構與建模134
931系統(tǒng)結構134
932系統(tǒng)模型135
第10章并聯(lián)機器人結構光視覺系統(tǒng)標定及數(shù)據(jù)獲取137
101一種棋盤格圖像內外角點檢測算法137
1011角點初定位138
1012內部角點檢測138
1013外圍角點檢測139
1014亞像素級角點定位140
1015算法實現(xiàn)140
1016實驗及分析141
102視覺系統(tǒng)中基于并聯(lián)機構的攝像機線性標定方法143
1021一階徑向畸變攝像機模型143
1022借助并聯(lián)機構構造虛擬三維標靶146
1023攝像機參數(shù)標定147
1024仿真實驗149
1025真實實驗150
103視覺系統(tǒng)中基于并聯(lián)機構的結構光標定方法151
1031基于De Bruijn序列的結構光校驗編碼方案152
1032結構光編碼的識別152
1033基于并聯(lián)機構動平臺位姿信息的視點三維坐標計算153
1034結構光平面方程求解156
104視覺目標數(shù)據(jù)獲取158
第11章并聯(lián)機器人結構光視覺系統(tǒng)點云配準及三維重構160
111基于并聯(lián)機構的結構光視覺系統(tǒng)多視點點云數(shù)據(jù)自動配準研究160
1111視覺目標運動模式時的多視點點云自動配準160
1112攝像機運動模式時的多視點點云自動配準162
1113點云配準分析162
112三維重構及現(xiàn)狀分析163
113并聯(lián)機器人結構光視覺系統(tǒng)三維重構應用實例164
參考文獻167