并聯(lián)機(jī)器人視覺(jué)技術(shù)及應(yīng)用

內(nèi)容概要

　　本書詳細(xì)討論了適合于并聯(lián)機(jī)器人的新型視覺(jué)裝置及其在應(yīng)用過(guò)程中涉及的相關(guān)理論和技術(shù)問(wèn)題。主要內(nèi)容涉及并聯(lián)機(jī)器人雙目主動(dòng)視覺(jué)監(jiān)測(cè)平臺(tái)裝置的機(jī)械設(shè)計(jì)、電氣控制設(shè)計(jì)、運(yùn)動(dòng)學(xué)模型、標(biāo)定體系、正視觀測(cè)模式與視覺(jué)跟蹤及有關(guān)軟件系統(tǒng)等。在此基礎(chǔ)上，以并聯(lián)機(jī)器人完成漢字雕刻為背景，給出了視覺(jué)并聯(lián)雕刻機(jī)器人在刀具定位、刀具位姿與運(yùn)動(dòng)參數(shù)分析、刀具檢測(cè)等方面的具體應(yīng)用。書中還結(jié)合結(jié)構(gòu)光和并聯(lián)機(jī)器人技術(shù)介紹了并聯(lián)機(jī)器人結(jié)構(gòu)光視覺(jué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案、數(shù)據(jù)獲取、多視點(diǎn)點(diǎn)云數(shù)據(jù)自動(dòng)配準(zhǔn)方法及在三維重構(gòu)領(lǐng)域的應(yīng)用。
　　本書匯聚了作者近年來(lái)在智能并聯(lián)機(jī)器人領(lǐng)域關(guān)于視覺(jué)技術(shù)的前沿研究成果，可作為自動(dòng)化、機(jī)械工程、計(jì)算機(jī)等學(xué)科高年級(jí)本科生、研究生的選修教材，也可作為高等院校相關(guān)專業(yè)的教師、研究工作者及工程技術(shù)人員的參考書。

書籍目錄

前言
第1章緒論
1．1并聯(lián)機(jī)器人
1．1．1并聯(lián)機(jī)器人的特點(diǎn)
1．1．2并聯(lián)機(jī)器人的歷史及應(yīng)用
1．2機(jī)器視覺(jué)
1．2．1主動(dòng)視覺(jué)
1．2．2主動(dòng)視覺(jué)機(jī)構(gòu)構(gòu)型
1．3并聯(lián)機(jī)器人視覺(jué)技術(shù)
1．3．1并聯(lián)機(jī)器人的視覺(jué)需求
1．3．2幾種典型的并聯(lián)機(jī)器人視覺(jué)系統(tǒng)
1．3．3并聯(lián)機(jī)器人雙目主動(dòng)視覺(jué)監(jiān)測(cè)平臺(tái)
1．3．4并聯(lián)機(jī)器人結(jié)構(gòu)光視覺(jué)系統(tǒng)
1．4本書主要內(nèi)容
第2章并聯(lián)機(jī)器人雙目主動(dòng)視覺(jué)監(jiān)測(cè)平臺(tái)樣機(jī)設(shè)計(jì)與分析
2．1樣機(jī)總體設(shè)計(jì)方案
2．2樣機(jī)分析與設(shè)計(jì)
2．2．1幾何模型創(chuàng)建
2．2．2定義約束和運(yùn)動(dòng)
2．2．3虛擬樣機(jī)仿真分析
2．2．4樣機(jī)有限元分析
2．3樣機(jī)加工裝配
第3章并聯(lián)機(jī)器人雙目主動(dòng)視覺(jué)監(jiān)測(cè)平臺(tái)樣機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
3．1樣機(jī)控制方案設(shè)計(jì)及主要設(shè)備選型
3．1．1控制方案設(shè)計(jì)
3．1．2主要設(shè)備選型
3．2樣機(jī)伺服運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的研究
3．2．1電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
3．2．2 FPGA+DSP的電動(dòng)機(jī)運(yùn)動(dòng)控制卡-
3．2．3交流伺服電動(dòng)機(jī)運(yùn)動(dòng)控制
3．2．4步進(jìn)電動(dòng)機(jī)運(yùn)動(dòng)控制
3．3樣機(jī)電氣控制系統(tǒng)的組成
第4章并聯(lián)機(jī)器人雙目主動(dòng)視覺(jué)監(jiān)測(cè)平臺(tái)運(yùn)動(dòng)學(xué)模型
4．1并聯(lián)機(jī)器人雙目主動(dòng)視覺(jué)監(jiān)測(cè)平臺(tái)樣機(jī)
4．2視覺(jué)平臺(tái)的機(jī)構(gòu)模型
4．3視覺(jué)平臺(tái)的位置正反解模型
4．4視覺(jué)平臺(tái)的速度正反解模型
4．5視覺(jué)平臺(tái)的加速度正反解模型
第5章并聯(lián)機(jī)器人雙目主動(dòng)視覺(jué)監(jiān)測(cè)平臺(tái)標(biāo)定體系
5．1并聯(lián)機(jī)器人雙目主動(dòng)視覺(jué)監(jiān)測(cè)平臺(tái)立體標(biāo)靶塊的設(shè)計(jì)
5．1．1立體標(biāo)靶塊的布局設(shè)計(jì)
5．1．2梯形靶面的標(biāo)志點(diǎn)設(shè)計(jì)
5．2監(jiān)測(cè)平臺(tái)視覺(jué)模型的建立
5．2．1攝像機(jī)模型及標(biāo)定
5．2．2攝像機(jī)的動(dòng)態(tài)標(biāo)定
5．2．3標(biāo)定實(shí)驗(yàn)
5．3并聯(lián)機(jī)器人雙目主動(dòng)視覺(jué)監(jiān)測(cè)平臺(tái)結(jié)構(gòu)參數(shù)和脈沖控制當(dāng)量的測(cè)定
5．3．1結(jié)構(gòu)參數(shù)r及云臺(tái)俯仰電動(dòng)機(jī)脈沖控制當(dāng)量Ep的測(cè)定
5．3．2結(jié)構(gòu)參數(shù)θ及云臺(tái)平轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)脈沖控制當(dāng)量Ef的測(cè)定
5．3．3絲杠電動(dòng)機(jī)脈沖控制當(dāng)量E1的測(cè)定
5．3．4結(jié)構(gòu)參數(shù)R及圓軌小車電動(dòng)機(jī)脈沖控制當(dāng)量Ee的測(cè)定
5．3．5結(jié)構(gòu)參數(shù)和脈沖控制當(dāng)量的測(cè)定結(jié)果
5．4樣機(jī)機(jī)械加工精度測(cè)試
5．4．1圓軌平面度、圓度及與水平面的平行度測(cè)試
5．4．2絲杠直線度及與圓軌平面的垂直度測(cè)試
5．4．3圓軌小車電動(dòng)機(jī)控制精度測(cè)試
5．4．4絲杠電動(dòng)機(jī)控制精度測(cè)試
5．4．5云臺(tái)俯仰、平轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)控制精度測(cè)試
第6章并聯(lián)機(jī)器人雙目主動(dòng)視覺(jué)監(jiān)測(cè)平臺(tái)正視觀測(cè)模式與視覺(jué)跟蹤
6．1并聯(lián)機(jī)器人雙目主動(dòng)視覺(jué)平臺(tái)光軸可達(dá)域的確定
6．2并聯(lián)機(jī)器人雙目主動(dòng)視覺(jué)平臺(tái)觀測(cè)模式的定義
6．3攝像機(jī)觀測(cè)注意點(diǎn)的轉(zhuǎn)移
6．3．1攝像機(jī)觀測(cè)注意點(diǎn)轉(zhuǎn)移的假定
6．3．2攝像機(jī)觀測(cè)注意點(diǎn)轉(zhuǎn)移策略
6．4雙目正視模式的調(diào)整策略
6．5雙目正視模式下的視覺(jué)跟蹤
6．6實(shí)驗(yàn)測(cè)試及結(jié)果
6．6．1凝視和正視調(diào)整測(cè)試
6．6．2正視模式下的視覺(jué)跟蹤測(cè)試
第7章并聯(lián)機(jī)器人雙目主動(dòng)視覺(jué)監(jiān)測(cè)平臺(tái)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
7．1視覺(jué)平臺(tái)系統(tǒng)軟件總體設(shè)計(jì)
7．2控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
7．2．1伺服電動(dòng)機(jī)運(yùn)動(dòng)模塊
7．2．2數(shù)字云臺(tái)控制模塊
7．2．3攝像機(jī)控制模塊
7．3視覺(jué)服務(wù)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
7．3．1攝像機(jī)標(biāo)定模塊
7．3．2系統(tǒng)參數(shù)測(cè)定模塊
7．3．3運(yùn)動(dòng)分析模塊
7．4視覺(jué)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換
第8章并聯(lián)機(jī)器人視覺(jué)監(jiān)測(cè)與視覺(jué)導(dǎo)航應(yīng)用研究
8．1視覺(jué)并聯(lián)機(jī)器人漢字雕刻系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)
8．1．1工作原理
8．1．2主要功能
8．1．3系統(tǒng)硬件組成
8．1．4雕刻系統(tǒng)軟件功能
8．2基于視覺(jué)注意機(jī)制的視覺(jué)并聯(lián)雕刻機(jī)器人刀具檢測(cè)
8．2．1SECO模型
8．2．2目標(biāo)圖像的分割
8．2．3目標(biāo)輪廓的感知
8．2．4實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析
8．3視覺(jué)并聯(lián)機(jī)器人刀具位姿及運(yùn)動(dòng)參數(shù)分析
8．3．1圓臺(tái)標(biāo)靶設(shè)計(jì)及其視覺(jué)信息計(jì)算
8．3．2圓臺(tái)標(biāo)靶特征點(diǎn)的提取與坐標(biāo)計(jì)算
8．3．3目標(biāo)刀具位姿的計(jì)算
8．3．4基于擴(kuò)展卡爾曼濾波的目標(biāo)刀具運(yùn)動(dòng)分析
8．3．5實(shí)驗(yàn)結(jié)果
8．4視覺(jué)并聯(lián)雕刻機(jī)器人刀具導(dǎo)向期望加工位置研究
8．4．1并聯(lián)雕刻機(jī)器人刀具的視覺(jué)坐標(biāo)與世界坐標(biāo)
8．4．2并聯(lián)雕刻機(jī)器人刀具導(dǎo)向理想工作點(diǎn)的方法研究
第9章并聯(lián)機(jī)器人結(jié)構(gòu)光視覺(jué)系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)
9．1系統(tǒng)研究背景和意義
9．2系統(tǒng)工作原理
9．2．1光學(xué)三角測(cè)量法原理
9．2．2結(jié)構(gòu)光的分類及選擇
9．2．3編碼結(jié)構(gòu)光三維視覺(jué)原理
9．3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與建模
9．3．1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
9．3．2系統(tǒng)模型
第10章并聯(lián)機(jī)器人結(jié)構(gòu)光視覺(jué)系統(tǒng)標(biāo)定及數(shù)據(jù)獲取
10．1一種棋盤格圖像內(nèi)外角點(diǎn)檢測(cè)算法
10．1．1角點(diǎn)初定位
10．1．2內(nèi)部角點(diǎn)檢測(cè)
10．1．3外圍角點(diǎn)檢測(cè)
10．1．4亞像素級(jí)角點(diǎn)定位
10．1．5算法實(shí)現(xiàn)
10．1．6實(shí)驗(yàn)及分析
10．2視覺(jué)系統(tǒng)中基于并聯(lián)機(jī)構(gòu)的攝像機(jī)線性標(biāo)定方法
10．2．1一階徑向畸變攝像機(jī)模型
10．2．2借助并聯(lián)機(jī)構(gòu)構(gòu)造虛擬三維標(biāo)靶
10．2．3攝像機(jī)參數(shù)標(biāo)定
10．2．4仿真實(shí)驗(yàn)
10．2．5真實(shí)實(shí)驗(yàn)
10．3視覺(jué)系統(tǒng)中基于并聯(lián)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)光標(biāo)定方法
10．3．1基于De Bmijn序列的結(jié)構(gòu)光校驗(yàn)編碼方案
10．3．2結(jié)構(gòu)光編碼的識(shí)別
10．3．3基于并聯(lián)機(jī)構(gòu)動(dòng)平臺(tái)位姿信息的視點(diǎn)三維坐標(biāo)計(jì)算
10．3．4結(jié)構(gòu)光平面方程求解
10．4視覺(jué)目標(biāo)數(shù)據(jù)獲取
第11章并聯(lián)機(jī)器人結(jié)構(gòu)光視覺(jué)系統(tǒng)點(diǎn)云配準(zhǔn)及三維重構(gòu)
11．1基于并聯(lián)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)光視覺(jué)系統(tǒng)多視點(diǎn)點(diǎn)云數(shù)據(jù)自動(dòng)配準(zhǔn)研究
11．1．1視覺(jué)目標(biāo)運(yùn)動(dòng)模式時(shí)的多視點(diǎn)點(diǎn)云自動(dòng)配準(zhǔn)
11．1．2攝像機(jī)運(yùn)動(dòng)模式時(shí)的多視點(diǎn)點(diǎn)云自動(dòng)配準(zhǔn)
11．1．3點(diǎn)云配準(zhǔn)分析
11．2三維重構(gòu)及現(xiàn)狀分析
11．3并聯(lián)機(jī)器人結(jié)構(gòu)光視覺(jué)系統(tǒng)三維重構(gòu)應(yīng)用實(shí)例
參考文獻(xiàn)

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