并聯(lián)機器人視覺技術及應用

內(nèi)容概要

　　本書詳細討論了適合于并聯(lián)機器人的新型視覺裝置及其在應用過程中涉及的相關理論和技術問題。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計、電氣控制設計、運動學模型、標定體系、正視觀測模式與視覺跟蹤及有關軟件系統(tǒng)等。在此基礎上，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用。書中還結(jié)合結(jié)構光和并聯(lián)機器人技術介紹了并聯(lián)機器人結(jié)構光視覺系統(tǒng)的設計方案、數(shù)據(jù)獲取、多視點點云數(shù)據(jù)自動配準方法及在三維重構領域的應用。
　　本書匯聚了作者近年來在智能并聯(lián)機器人領域關于視覺技術的前沿研究成果，可作為自動化、機械工程、計算機等學科高年級本科生、研究生的選修教材，也可作為高等院校相關專業(yè)的教師、研究工作者及工程技術人員的參考書。

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)機器人的歷史及應用
1．2機器視覺
1．2．1主動視覺
1．2．2主動視覺機構構型
1．3并聯(lián)機器人視覺技術
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)測平臺樣機設計與分析
2．1樣機總體設計方案
2．2樣機分析與設計
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)設計
3．1樣機控制方案設計及主要設備選型
3．1．1控制方案設計
3．1．2主要設備選型
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)測平臺立體標靶塊的設計
5．1．1立體標靶塊的布局設計
5．1．2梯形靶面的標志點設計
5．2監(jiān)測平臺視覺模型的建立
5．2．1攝像機模型及標定
5．2．2攝像機的動態(tài)標定
5．2．3標定實驗
5．3并聯(lián)機器人雙目主動視覺監(jiān)測平臺結(jié)構參數(shù)和脈沖控制當量的測定
5．3．1結(jié)構參數(shù)r及云臺俯仰電動機脈沖控制當量Ep的測定
5．3．2結(jié)構參數(shù)θ及云臺平轉(zhuǎn)電動機脈沖控制當量Ef的測定
5．3．3絲杠電動機脈沖控制當量E1的測定
5．3．4結(jié)構參數(shù)R及圓軌小車電動機脈沖控制當量Ee的測定
5．3．5結(jié)構參數(shù)和脈沖控制當量的測定結(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)軟件設計
7．1視覺平臺系統(tǒng)軟件總體設計
7．2控制系統(tǒng)軟件設計
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視覺服務系統(tǒng)軟件設計
7．3．1攝像機標定模塊
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)測與視覺導航應用研究
8．1視覺并聯(lián)機器人漢字雕刻系統(tǒng)的總體設計
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目標圖像的分割
8．2．3目標輪廓的感知
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圓臺標靶設計及其視覺信息計算
8．3．2圓臺標靶特征點的提取與坐標計算
8．3．3目標刀具位姿的計算
8．3．4基于擴展卡爾曼濾波的目標刀具運動分析
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與世界坐標
8．4．2并聯(lián)雕刻機器人刀具導向理想工作點的方法研究
第9章并聯(lián)機器人結(jié)構光視覺系統(tǒng)總體設計
9．1系統(tǒng)研究背景和意義
9．2系統(tǒng)工作原理
9．2．1光學三角測量法原理
9．2．2結(jié)構光的分類及選擇
9．2．3編碼結(jié)構光三維視覺原理
9．3系統(tǒng)結(jié)構與建模
9．3．1系統(tǒng)結(jié)構
9．3．2系統(tǒng)模型
第10章并聯(lián)機器人結(jié)構光視覺系統(tǒng)標定及數(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)機構的攝像機線性標定方法
10．2．1一階徑向畸變攝像機模型
10．2．2借助并聯(lián)機構構造虛擬三維標靶
10．2．3攝像機參數(shù)標定
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)機構的結(jié)構光標定方法
10．3．1基于De Bmijn序列的結(jié)構光校驗編碼方案
10．3．2結(jié)構光編碼的識別
10．3．3基于并聯(lián)機構動平臺位姿信息的視點三維坐標計算
10．3．4結(jié)構光平面方程求解
10．4視覺目標數(shù)據(jù)獲取
第11章并聯(lián)機器人結(jié)構光視覺系統(tǒng)點云配準及三維重構
11．1基于并聯(lián)機構的結(jié)構光視覺系統(tǒng)多視點點云數(shù)據(jù)自動配準研究
11．1．1視覺目標運動模式時的多視點點云自動配準
11．1．2攝像機運動模式時的多視點點云自動配準
11．1．3點云配準分析
11．2三維重構及現(xiàn)狀分析
11．3并聯(lián)機器人結(jié)構光視覺系統(tǒng)三維重構應用實例
參考文獻

圖書封面

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