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视觉识别技术在机械臂抓取系统中的应用研究

目录

内容概述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3

1.1研究背景与意义．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．5

1.2国内外研究现状．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．6

1.3主要研究内容．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．7

1.4技术路线与论文结构．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．8

视觉识别技术基础理论．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．9

2.1图像处理基本原理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11

2.2特征提取与分析方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．14

2.3目标检测与识别模型．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．15

2.4常用视觉传感器介绍．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．17

机械臂抓取系统概述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．18

3.1机械臂系统组成．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．18

3.2机械臂运动学分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．20

3.3抓取执行机构设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．24

3.4传统抓取方式及其局限．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．25

基于视觉识别的抓取目标感知．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．26

4.1抓取环境图像获取．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．27

4.2目标物体轮廓提取．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．28

4.3目标位置与姿态估计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．30

4.4物体属性信息获取．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．32

视觉引导下的机械臂路径规划．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．33

5.1从感知到规划的任务转换．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．34

5.2基于目标位姿的初始路径计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．36

5.3考虑避障的动态路径优化．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．36

5.4机械臂运动学逆解应用．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．38

视觉伺服在精准抓取中的实现．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．40

6.1抓取过程中的实时视觉反馈．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．41

6.2基于图像的末端调整策略．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．43

6.3提高抓取稳定性的控制算法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．45

6.4动态环境下的抓取鲁棒性研究．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．46

面向特定应用的系统设计案例．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．47

7.1案例一．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．49

7.2案例二．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．51

7.3案例三．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．51

7.4不同案例的比较与分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．53

系统实验验证与性能评估．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．54

8.1实验平台搭建与参数设置．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．55

8.2关键技术功能验证实验．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．57

8.3系统整体性能测试．．．．．．．．．．．．．．．．．．．