并联机器人视觉技术及应用

内容简介

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　　《并联机器人视觉技术及应用》详细讨论了适合于并联机器人的新型视觉装置及其在应用过程中涉及的相关理论和技术问题。主要内容涉及并联机器人双目主动视觉监测平台装置的机械设计、电气控制设计、运动学模型、标定体系、正视观测模式与视觉跟踪及有关软件系统等。在此基础上，以并联机器人完成汉字雕刻为背景，给出了视觉并联雕刻机器人在刀具定位、刀具位姿与运动参数分析、刀具检测等方面的具体应用。书中还结合结构光和并联机器人技术介绍了并联机器人结构光视觉系统的设计方案、数据获取、多视点点云数据自动配准方法及在三维重构领域的应用。　　《并联机器人视觉技术及应用》汇聚了作者孔令富近年来在智能并联机器人领域关于视觉技术的前沿研究成果，可作为自动化、机械工程、计算机等学科高年级本科生、研究生的选修教材，也可作为高等院校相关专业的教师、研究工作者及工程技术人员的参考书。

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作者简介

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　　孔令富，男，1957年1月出生，吉林省公主岭市人，哈尔滨工业大学博士，燕山大学信息科学与工程学院计算机科学与技术学科教授、博士生导师。燕山大学副校长，国务院特殊津贴专家。中国共产党党员。作为项目负责人分别承担了国家863项目两项，国家科技重大专项两项，国家自然科学基金两项，其它省级以上项目十余项。获得河北省科技进步奖二等奖以上两次，在计算机学报、电子学报、光学学报、仪器仪表学报、高技术通讯、机器人等国际国内学术刊物和重要国际学术会议上发表论文150余篇，90多篇论文被E1检索。研究方向有：机器视觉、家庭服务机器人、智能信息处理、计算机智能控制、数据库技术应用与信息系统集成、网格技术与并行／分布式计算系统。

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目录

第1章 绪论1．1 并联机器人1．1．1 并联机器人的特点1．1．2 并联机器人的历史及应用1．2 机器视觉1．2．1 主动视觉1．2．2 主动视觉机构构型1．3 并联机器人视觉技术1．3．1 并联机器人的视觉需求1．3．2 几种典型的并联机器人视觉系统1．3．3 并联机器人双目主动视觉监测平台1．3．4 并联机器人结构光视觉系统1．4 本书主要内容第2章 并联机器人双目主动视觉监测平台样机设计与分析2．1 样机总体设计方案2．2 样机分析与设计2．2．1 几何模型创建2．2．2 定义约束和运动2．2．3 虚拟样机仿真分析2．2．4 样机有限元分析2．3 样机加工装配第3章 并联机器人双目主动视觉监测平台样机控制系统设计3．1 样机控制方案设计及主要设备选型3．1．1 控制方案设计3．1．2 主要设备选型3．2 样机伺服运动控制系统的研究3．2．1 电动机控制系统的设计3．2．2 FPGA+DSP的电动机运动控制卡3．2．3 交流伺服电动机运动控制3．2．4 步进电动机运动控制3．3 样机电气控制系统的组成第4章 并联机器人双目主动视觉监测平台运动学模型4．1 并联机器人双目主动视觉监测平台样机4．2 视觉平台的机构模型4．3 视觉平台的位置正反解模型4．4 视觉平台的速度正反解模型4．5 视觉平台的加速度正反解模型第5章 并联机器人双目主动视觉监测平台标定体系5．1 并联机器人双目主动视觉监测平台立体标靶块的设计5．1．1 立体标靶块的布局设计5．1．2 梯形靶面的标志点设计5．2 监测平台视觉模型的建立5．2．1 摄像机模型及标定5．2．2 摄像机的动态标定5．2．3 标定实验5．3 并联机器人双目主动视觉监测平台结构参数和脉冲控制当量的测定5．3．1 结构参数r及云台俯仰电动机脉冲控制当量Ep的测定5．3．2 结构参数p及云台平转电动机脉冲控制当量Ef的测定5．3．3 丝杠电动机脉冲控制当量E1的测定5．3．4 结构参数尺及圆轨小车电动机脉冲控制当量Ec的测定5．3．5 结构参数和脉冲控制当量的测定结果5．4 样机机械加工精度测试5．4．1 圆轨平面度、圆度及与水平面的平行度测试5．4．2 丝杠直线度及与圆轨平面的垂直度测试5．4．3 圆轨小车电动机控制精度测试5．4．4 丝杠电动机控制精度测试5．4．5 云台俯仰、平转电动机控制精度测试第6章 并联机器人双目主动视觉监测平台正视观测模式与视觉跟踪6．1 并联机器人双目主动视觉平台光轴可达域的确定6．2 并联机器人双目主动视觉平台观测模式的定义6．3 摄像机观测注意点的转移6．3．1 摄像机观测注意点转移的假定6．3．2 摄像机观测注意点转移策略6．4 双目正视模式的调整策略6．5 双目正视模式下的视觉跟踪6．6 实验测试及结果6．6．1 凝视和正视调整测试6．6．2 正视模式下的视觉跟踪测试第7章 并联机器人双目主动视觉监测平台系统软件设计7．1 视觉平台系统软件总体设计7．2 控制系统软件设计7．2．1 伺服电动机运动模块7．2．2 数字云台控制模块7．2．3 摄像机控制模块7．3 视觉服务系统软件设计7．3．1 摄像机标定模块7．3．2 系统参数测定模块7．3．3 运动分析模块7．4 视觉系统和控制系统的数据交换第8章 并联机器人视觉监测与视觉导航应用研究8．1 视觉并联机器人汉字雕刻系统的总体设计8．1．1 工作原理8．1．2 主要功能8．1．3 系统硬件组成8．1．4 雕刻系统软件功能8．2 基于视觉注意机制的视觉并联雕刻机器人刀具检测8．2．1 SEC0模型8．2．2 目标图像的分割8．2．3 目标轮廓的感知8．2．4 实验结果及分析8．3 视觉并联机器人刀具位姿及运动参数分析8．3．1 圆台标靶设计及其视觉信息计算8．3．2 圆台标靶特征点的提取与坐标计算8．3．3 目标刀具位姿的计算8．3．4 基于扩展卡尔曼滤波的目标刀具运动分析8．3．5 实验结果8．4 视觉并联雕刻机器人刀具导向期望加工位置研究8．4．1 并联雕刻机器人刀具的视觉坐标与世界坐标8．4．2 并联雕刻机器人刀具导向理想工作点的方法研究第9章 并联机器人结构光视觉系统总体设计9．1 系统研究背景和意义9．2 系统工作原理9．2．1 光学三角测量法原理9．2．2 结构光的分类及选择9．2．3 编码结构光三维视觉原理9．3 系统结构与建模9．3．1 系统结构9．3．2 系统模型第10章 并联机器人结构光视觉系统标定及数据获取10．1 种棋盘格图像内外角点检测算法10．1．1 角点初定位10．1．2 内部角点检测10．1．3 外围角点检测10．1．4 亚像素级角点定位10．1．5 算法实现10．1．6 实验及分析10．2 视觉系统中基于并联机构的摄像机线性标定方法10．2．1 阶径向畸变摄像机模型10．2．2 借助并联机构构造虚拟三维标靶10．2．3 摄像机参数标定10．2．4 仿真实验10．2．5 真实实验10．3 视觉系统中基于并联机构的结构光标定方法10．3．1 基于De Bmijn序列的结构光校验编码方案10．3．2 结构光编码的识别10．3．3 基于并联机构动平台位姿信息的视点三维坐标计算10．3．4 结构光平面方程求解10．4 视觉目标数据获取第11章 并联机器人结构光视觉系统点云配准及三维重构11．1 基于并联机构的结构光视觉系统多视点点云数据自动配准研究11．1．1 视觉目标运动模式时的多视点点云自动配准11．1．2 摄像机运动模式时的多视点点云自动配准11．1．3 点云配准分析11．2 三维重构及现状分析11．3 并联机器人结构光视觉系统三维重构应用实例参考文献

封面

书名:并联机器人视觉技术及应用

作者:孔令富

页数:173

定价:¥39.0

出版社:机械工业出版社

出版日期:2018-04-03

ISBN:9787111387893

PDF电子书大小:96MB 高清扫描完整版