工業(yè)機(jī)器人

內(nèi)容概要

　　隨著機(jī)械、電子、控制理論與技術(shù)的快速發(fā)展，機(jī)器人的發(fā)展曰新月異，其應(yīng)用越來越多。在可以預(yù)見的不久的未來，機(jī)器人不但可以在礦山、深海等惡劣環(huán)境代替自然人進(jìn)行工作，還可以進(jìn)入人們的日常生活提供服務(wù)，甚至成為人們的朋友?！　≡诠I(yè)機(jī)器人領(lǐng)域，機(jī)器人的定義已悄悄地發(fā)生了變化，不再局限于固定式的雙自由度機(jī)械手或三自由度機(jī)械手，而是更多地融入了機(jī)器視覺、機(jī)器聽覺、機(jī)器觸覺、移動機(jī)器人的自主定位等新技術(shù)和新方法；也不再局限于一些理論層次上的分析，而更多的是以實(shí)際應(yīng)用?主，在實(shí)際工作中扮演生產(chǎn)者的角色，在生活中發(fā)揮生活助手的作用。　　根據(jù)工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展趨勢，本書在編寫內(nèi)容上略有偏重。對工業(yè)機(jī)器人的運(yùn)動學(xué)、動力學(xué)、基本控制系統(tǒng)等傳統(tǒng)內(nèi)容的介紹比較簡潔；對機(jī)器視覺、機(jī)器聽覺和移動機(jī)器人的自主定位等新技術(shù)介紹較多，并以可重現(xiàn)的若干實(shí)例對相應(yīng)技術(shù)和方法進(jìn)行了驗(yàn)證，相關(guān)程序代碼附在書中，重點(diǎn)關(guān)鍵代碼用注釋進(jìn)行了標(biāo)注，方便讀者閱讀和重現(xiàn)實(shí)例?！　”緯帉懛止と缦拢何髂峡萍即髮W(xué)蔣剛編寫第1、5章，第9章9．1節(jié)、9．2節(jié)，并負(fù)責(zé)全書的統(tǒng)稿工作；成都理工大學(xué)龔迪琛編寫第2?4章及第9章9．3節(jié)；西南科技大學(xué)蔡勇編寫第6、7章；成都理工大學(xué)劉念聰編寫第3章；成都理工大學(xué)張靜編寫第8章。由西華大學(xué)黎亞元教授擔(dān)任本書主審。　　感謝西南科技大學(xué)李軍、張磊、陳曉東三位研究生在實(shí)驗(yàn)仿真等環(huán)節(jié)所做的頗有開創(chuàng)性的工作。

書籍目錄

第1章 概論1.1 初識工業(yè)機(jī)器人1.2 工業(yè)機(jī)器人的國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r1.3 工業(yè)機(jī)器人的組成與分類1.4 工業(yè)機(jī)器人的主要技術(shù)參數(shù)1.5 工業(yè)機(jī)器人的關(guān)鍵技術(shù)第2章 工業(yè)機(jī)器人的運(yùn)動學(xué)基礎(chǔ)2.1 齊次坐標(biāo)變換基礎(chǔ)2.2 機(jī)械手位姿分析2.3 機(jī)械手速度分析2.4 小結(jié)第3章 工業(yè)機(jī)器人的動力學(xué)基礎(chǔ)3.1 牛頓-歐拉方程3.2 拉格朗日方程3.3 小結(jié)第4章 工業(yè)機(jī)器人的基本結(jié)構(gòu)4.1 工業(yè)機(jī)器人的主體結(jié)構(gòu)4.2 工業(yè)機(jī)器人的臂部結(jié)構(gòu)4.3 工業(yè)機(jī)器人的腕部和手部結(jié)構(gòu)4.4 移動式機(jī)器人4.5 小結(jié)第5章 工業(yè)機(jī)器人的定位技術(shù)5.1 工業(yè)機(jī)器人的定位精度控制5.2 工業(yè)機(jī)器人的定位方法5.3 定位傳感器技術(shù)5.4 運(yùn)動規(guī)劃第6章 工業(yè)機(jī)器人的視覺系統(tǒng)6.1 人類視覺原理6.2 模仿人類視覺的機(jī)器視覺系統(tǒng)6.3 工業(yè)機(jī)器人視覺系統(tǒng)的組成6.4 圖像處理技術(shù)6.5 應(yīng)用實(shí)例：基于OpenCV的答題卡閱卷系統(tǒng)的運(yùn)行第7章 工業(yè)機(jī)器人的聽覺系統(tǒng)7.1 語音消噪7.2 機(jī)器語音的預(yù)處理7.3 機(jī)器語音的特征提取7.4 機(jī)器語音識別算法7.5 機(jī)器聽覺定位7.6 工業(yè)機(jī)器人語音故障診斷實(shí)例第8章 工業(yè)機(jī)器人的控制系統(tǒng)8.1 工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)概述8.2 工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)的組成及分類8.3 工業(yè)機(jī)器人的控制方法和策略8.4 工業(yè)機(jī)器人的位置控制8.5 工業(yè)機(jī)器人的力控制8.6 工業(yè)機(jī)器人的速度控制8.7 工業(yè)機(jī)器人力一位置混合控制第9章 工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用9.1 基于自主導(dǎo)航方式的輪式AGV的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)9.2 機(jī)器人語音控制9.3 工業(yè)機(jī)器人虛擬設(shè)計與組裝參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁：插圖：3.CMOS圖像傳感器CMOS圖像傳感器是由接收部分（二極管）和放大部分組成的一個單元，按照二維排列。由于放大器單元之間特性的分散性大，以至其噪聲比較大。不過隨著技術(shù)的進(jìn)步，噪聲消除電路的性能得到了極大的改善，進(jìn)而使CMOS圖像傳感器得到了迅速普及和應(yīng)用。CMOS傳感器的特點(diǎn)是耗電低，并且利用一般的半導(dǎo)體制造技術(shù)就可以完成CMOS處理器的設(shè)計和加工，這都有利于圖像處理電路和圖像傳感器的單片化和低成本化。構(gòu)建主動視覺攝像系統(tǒng)通常的做法是在CCD傳感器上添加類似視網(wǎng)膜的圖像傳感器。這種傳感器中心部分的清晰度很高，周邊部分的清晰度略低。人們通過對視野周邊的粗略觀測，掌握周圍的宏觀情況；再利用視野中心注視特定區(qū)域，對周圍狀況再進(jìn)行詳細(xì)的觀察。如果主動視覺中采用的傳感器全部一樣，那就不是對中心部分進(jìn)行處理，而是只對中心部分進(jìn)行處理，這樣雖然速度比較快，但從光學(xué)系統(tǒng)的角度來看它有如通常的光學(xué)系統(tǒng)，存在若干不足之處。例如，光圈單一，無法得到鮮明的圖像等。有一種傳感器叫全方位視覺傳感器，它能模仿人類對周邊注視的功能。全方位視覺傳感器中，凸透鏡被設(shè)置在水平方向上，攝像機(jī)的視線相對于透鏡中心垂直。這種視覺系統(tǒng)用單一攝像機(jī)對開闊區(qū)域進(jìn)行攝像，清晰度低，圖像會變形，但其優(yōu)點(diǎn)在于能夠以一副圖像瀏覽整個場景。6.3 工業(yè)機(jī)器人視覺系統(tǒng)的組成通過前面章節(jié)的介紹，我們已經(jīng)知道，計算機(jī)視覺的總目標(biāo)是要把從攝像機(jī)等傳感器傳輸進(jìn)來的圖像信息用計算機(jī)進(jìn)行分析，求出周圍物體在三維空間內(nèi)的形狀、大小、位置等理解性描述?？墒菍τ谶@些研究，由于注意通用性、一般性，因而處理方式相當(dāng)復(fù)雜，即使是大型計算機(jī)也要花相當(dāng)長的計算時間，因而無論從經(jīng)濟(jì)觀點(diǎn)還是從所花的時間來看，都不能原原本本地照搬到生產(chǎn)線上去。但是在具體的工業(yè)應(yīng)用上，即使是機(jī)器人應(yīng)該具備的視覺系統(tǒng)，也往往只要求專用性、實(shí)用性，如果我們把照明條件、背景，以及拍攝物體的角度適當(dāng)?shù)丶右钥刂?，就會使問題簡單化。這一章所要介紹的工業(yè)視覺系統(tǒng)，就是一種簡化了的計算機(jī)視覺系統(tǒng)，它著眼于二維圖像的處理，注重視覺原理的工程實(shí)現(xiàn)技術(shù)，并考慮到實(shí)際系統(tǒng)的應(yīng)用效率。實(shí)際上，工業(yè)視覺系統(tǒng)的研制和應(yīng)用過程就是計算機(jī)視覺賴以發(fā)展的實(shí)踐基礎(chǔ)。而一般所說的機(jī)器人視覺，大多數(shù)即指與機(jī)器人配合操作的工業(yè)視覺系統(tǒng)。（1）視覺系統(tǒng)的功能：在生產(chǎn)線上的目視檢查和裝配自動化方面的視覺系統(tǒng)的種類較多，但其作用大致可分為三種：①分類，指對零件的識別，即按照預(yù)先知道的零件標(biāo)準(zhǔn)，將零件盒中或傳送帶上混雜在一起的零件進(jìn)行區(qū)別分類。

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