并聯(lián)機器人視覺技術(shù)及應(yīng)用

內(nèi)容概要

　　本書詳細(xì)討論了適合于并聯(lián)機器人的新型視覺裝置及其在應(yīng)用過程中涉及的相關(guān)理論和技術(shù)問題。主要內(nèi)容涉及并聯(lián)機器人雙目主動視覺監(jiān)測平臺裝置的機械設(shè)計、電氣控制設(shè)計、運動學(xué)模型、標(biāo)定體系、正視觀測模式與視覺跟蹤及有關(guān)軟件系統(tǒng)等。在此基礎(chǔ)上，以并聯(lián)機器人完成漢字雕刻為背景，給出了視覺并聯(lián)雕刻機器人在刀具定位、刀具位姿與運動參數(shù)分析、刀具檢測等方面的具體應(yīng)用。書中還結(jié)合結(jié)構(gòu)光和并聯(lián)機器人技術(shù)介紹了并聯(lián)機器人結(jié)構(gòu)光視覺系統(tǒng)的設(shè)計方案、數(shù)據(jù)獲取、多視點點云數(shù)據(jù)自動配準(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在智能并聯(lián)機器人領(lǐng)域關(guān)于視覺技術(shù)的前沿研究成果，可作為自動化、機械工程、計算機等學(xué)科高年級本科生、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)機器人
1．1．1并聯(lián)機器人的特點
1．1．2并聯(lián)機器人的歷史及應(yīng)用
1．2機器視覺
1．2．1主動視覺
1．2．2主動視覺機構(gòu)構(gòu)型
1．3并聯(lián)機器人視覺技術(shù)
1．3．1并聯(lián)機器人的視覺需求
1．3．2幾種典型的并聯(lián)機器人視覺系統(tǒng)
1．3．3并聯(lián)機器人雙目主動視覺監(jiān)測平臺
1．3．4并聯(lián)機器人結(jié)構(gòu)光視覺系統(tǒng)
1．4本書主要內(nèi)容
第2章并聯(lián)機器人雙目主動視覺監(jiān)測平臺樣機設(shè)計與分析
2．1樣機總體設(shè)計方案
2．2樣機分析與設(shè)計
2．2．1幾何模型創(chuàng)建
2．2．2定義約束和運動
2．2．3虛擬樣機仿真分析
2．2．4樣機有限元分析
2．3樣機加工裝配
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(shè)計
3．1樣機控制方案設(shè)計及主要設(shè)備選型
3．1．1控制方案設(shè)計
3．1．2主要設(shè)備選型
3．2樣機伺服運動控制系統(tǒng)的研究
3．2．1電動機控制系統(tǒng)的設(shè)計
3．2．2 FPGA+DSP的電動機運動控制卡-
3．2．3交流伺服電動機運動控制
3．2．4步進(jìn)電動機運動控制
3．3樣機電氣控制系統(tǒng)的組成
第4章并聯(lián)機器人雙目主動視覺監(jiān)測平臺運動學(xué)模型
4．1并聯(lián)機器人雙目主動視覺監(jiān)測平臺樣機
4．2視覺平臺的機構(gòu)模型
4．3視覺平臺的位置正反解模型
4．4視覺平臺的速度正反解模型
4．5視覺平臺的加速度正反解模型
第5章并聯(lián)機器人雙目主動視覺監(jiān)測平臺標(biāo)定體系
5．1并聯(lián)機器人雙目主動視覺監(jiān)測平臺立體標(biāo)靶塊的設(shè)計
5．1．1立體標(biāo)靶塊的布局設(shè)計
5．1．2梯形靶面的標(biāo)志點設(shè)計
5．2監(jiān)測平臺視覺模型的建立
5．2．1攝像機模型及標(biāo)定
5．2．2攝像機的動態(tài)標(biāo)定
5．2．3標(biāo)定實驗
5．3并聯(lián)機器人雙目主動視覺監(jiān)測平臺結(jié)構(gòu)參數(shù)和脈沖控制當(dāng)量的測定
5．3．1結(jié)構(gòu)參數(shù)r及云臺俯仰電動機脈沖控制當(dāng)量Ep的測定
5．3．2結(jié)構(gòu)參數(shù)θ及云臺平轉(zhuǎn)電動機脈沖控制當(dāng)量Ef的測定
5．3．3絲杠電動機脈沖控制當(dāng)量E1的測定
5．3．4結(jié)構(gòu)參數(shù)R及圓軌小車電動機脈沖控制當(dāng)量Ee的測定
5．3．5結(jié)構(gòu)參數(shù)和脈沖控制當(dāng)量的測定結(jié)果
5．4樣機機械加工精度測試
5．4．1圓軌平面度、圓度及與水平面的平行度測試
5．4．2絲杠直線度及與圓軌平面的垂直度測試
5．4．3圓軌小車電動機控制精度測試
5．4．4絲杠電動機控制精度測試
5．4．5云臺俯仰、平轉(zhuǎn)電動機控制精度測試
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
6．1并聯(lián)機器人雙目主動視覺平臺光軸可達(dá)域的確定
6．2并聯(lián)機器人雙目主動視覺平臺觀測模式的定義
6．3攝像機觀測注意點的轉(zhuǎn)移
6．3．1攝像機觀測注意點轉(zhuǎn)移的假定
6．3．2攝像機觀測注意點轉(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跟蹤
6．6實驗測試及結(jié)果
6．6．1凝視和正視調(diào)整測試
6．6．2正視模式下的視覺跟蹤測試
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(shè)計
7．1視覺平臺系統(tǒng)軟件總體設(shè)計
7．2控制系統(tǒng)軟件設(shè)計
7．2．1伺服電動機運動模塊
7．2．2數(shù)字云臺控制模塊
7．2．3攝像機控制模塊
7．3視覺服務(wù)系統(tǒng)軟件設(shè)計
7．3．1攝像機標(biāo)定模塊
7．3．2系統(tǒng)參數(shù)測定模塊
7．3．3運動分析模塊
7．4視覺系統(tǒng)和控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換
第8章并聯(lián)機器人視覺監(jiān)測與視覺導(dǎo)航應(yīng)用研究
8．1視覺并聯(lián)機器人漢字雕刻系統(tǒng)的總體設(shè)計
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基于視覺注意機制的視覺并聯(lián)雕刻機器人刀具檢測
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實驗結(jié)果及分析
8．3視覺并聯(lián)機器人刀具位姿及運動參數(shù)分析
8．3．1圓臺標(biāo)靶設(shè)計及其視覺信息計算
8．3．2圓臺標(biāo)靶特征點的提取與坐標(biāo)計算
8．3．3目標(biāo)刀具位姿的計算
8．3．4基于擴展卡爾曼濾波的目標(biāo)刀具運動分析
8．3．5實驗結(jié)果
8．4視覺并聯(lián)雕刻機器人刀具導(dǎo)向期望加工位置研究
8．4．1并聯(lián)雕刻機器人刀具的視覺坐標(biāo)與世界坐標(biāo)
8．4．2并聯(lián)雕刻機器人刀具導(dǎo)向理想工作點的方法研究
第9章并聯(lián)機器人結(jié)構(gòu)光視覺系統(tǒng)總體設(shè)計
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)機器人結(jié)構(gòu)光視覺系統(tǒng)標(biāo)定及數(shù)據(jù)獲取
10．1一種棋盤格圖像內(nèi)外角點檢測算法
10．1．1角點初定位
10．1．2內(nèi)部角點檢測
10．1．3外圍角點檢測
10．1．4亞像素級角點定位
10．1．5算法實現(xiàn)
10．1．6實驗及分析
10．2視覺系統(tǒng)中基于并聯(lián)機構(gòu)的攝像機線性標(biāo)定方法
10．2．1一階徑向畸變攝像機模型
10．2．2借助并聯(lián)機構(gòu)構(gòu)造虛擬三維標(biāo)靶
10．2．3攝像機參數(shù)標(biāo)定
10．2．4仿真實驗
10．2．5真實實驗
10．3視覺系統(tǒng)中基于并聯(lián)機構(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)光校驗編碼方案
10．3．2結(jié)構(gòu)光編碼的識別
10．3．3基于并聯(lián)機構(gòu)動平臺位姿信息的視點三維坐標(biāo)計算
10．3．4結(jié)構(gòu)光平面方程求解
10．4視覺目標(biāo)數(shù)據(jù)獲取
第11章并聯(lián)機器人結(jié)構(gòu)光視覺系統(tǒng)點云配準(zhǔn)及三維重構(gòu)
11．1基于并聯(lián)機構(gòu)的結(jié)構(gòu)光視覺系統(tǒng)多視點點云數(shù)據(jù)自動配準(zhǔn)研究
11．1．1視覺目標(biāo)運動模式時的多視點點云自動配準(zhǔn)
11．1．2攝像機運動模式時的多視點點云自動配準(zhǔn)
11．1．3點云配準(zhǔn)分析
11．2三維重構(gòu)及現(xiàn)狀分析
11．3并聯(lián)機器人結(jié)構(gòu)光視覺系統(tǒng)三維重構(gòu)應(yīng)用實例
參考文獻(xiàn)

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