| 摘要 | 第5-6页 |
| Abstract | 第6-7页 |
| 第一章 绪论 | 第11-19页 |
| 1.1 引言 | 第11页 |
| 1.2 工业机器人与视觉引导技术简介 | 第11-14页 |
| 1.2.1 工业机器人技术 | 第11-12页 |
| 1.2.2 视觉引导系统架构 | 第12-13页 |
| 1.2.3 视觉引导系统控制方式 | 第13-14页 |
| 1.3 国内外研究发展现状 | 第14-16页 |
| 1.3.1 搬运与装配机器人 | 第14页 |
| 1.3.2 基于视觉引导的机器人技术 | 第14-16页 |
| 1.4 课题研究背景及意义 | 第16-17页 |
| 1.5 论文主要研究内容 | 第17-19页 |
| 第二章 视觉引导系统需求分析与总体设计 | 第19-29页 |
| 2.1 搬运装配任务需求分析 | 第19-20页 |
| 2.1.1 搬运装配任务需求分析 | 第19页 |
| 2.1.2 搬运装配任务规划 | 第19-20页 |
| 2.2 系统架构方案设计 | 第20-23页 |
| 2.2.1 基于商业成品工业机器人与外置工控机的系统架构方案 | 第20-21页 |
| 2.2.2 基于B&R双操作系统控制器的系统架构方案 | 第21-22页 |
| 2.2.3 基于IPC、实时操作系统与高速伺服总线的自研机器人控制器的系统架构方案 | 第22-23页 |
| 2.2.4 本文实现的系统架构设计 | 第23页 |
| 2.3 硬件系统方案设计 | 第23-25页 |
| 2.3.1 相机与镜头选型 | 第23-24页 |
| 2.3.2 视觉引导系统搭建 | 第24-25页 |
| 2.4 软件系统方案设计 | 第25-26页 |
| 2.4.1 视觉系统标定及工件识别与定位 | 第25-26页 |
| 2.4.2 搬运装配作业过程控制设计 | 第26页 |
| 2.5 本章小结 | 第26-29页 |
| 第三章 面向搬运与装配机器人的视觉引导系统设计 | 第29-53页 |
| 3.1 视觉引导系统方案 | 第29页 |
| 3.2 视觉系统建模与标定 | 第29-40页 |
| 3.2.1 相机成像模型及内外参数模型 | 第29-32页 |
| 3.2.2 相机标定 | 第32-35页 |
| 3.2.3 手眼关系建模 | 第35-36页 |
| 3.2.4 “眼在手上”手眼系统标定 | 第36-38页 |
| 3.2.5 “眼在手外”手眼系统标定 | 第38-40页 |
| 3.3 工件图像预处理 | 第40-42页 |
| 3.3.1 工件图像对比度增强 | 第40-41页 |
| 3.3.2 工件图像的平滑 | 第41-42页 |
| 3.4 工件识别与定位 | 第42-50页 |
| 3.4.1 基于边缘轮廓特征的工件识别与定位 | 第42-45页 |
| 3.4.2 基于装配圆孔拟合的工件识别与定位 | 第45-47页 |
| 3.4.3 基于SIFT局部特征的工件识别与定位 | 第47-50页 |
| 3.5 工件位置坐标变换 | 第50-52页 |
| 3.6 本章小结 | 第52-53页 |
| 第四章 视觉引导作业过程控制规划设计与软件开发 | 第53-73页 |
| 4.1 视觉引导作业控制流程设计 | 第53-55页 |
| 4.1.1 机器人运动路径规划设计 | 第53-54页 |
| 4.1.2 引导作业控制流程设计 | 第54-55页 |
| 4.2 工件抓取位姿与路径规划设计 | 第55-57页 |
| 4.3 抓取存在误差下的自动寻孔对准装配 | 第57-60页 |
| 4.3.1 工件抓取过程中的误差来源 | 第57页 |
| 4.3.2 抓取存在误差下的抓取位置纠偏 | 第57-58页 |
| 4.3.3 抓取存在误差下的工件对准放置 | 第58-59页 |
| 4.3.4 工件孔组对准检测 | 第59-60页 |
| 4.4 基于OpenCV与Qt的作业控制软件设计与实现 | 第60-71页 |
| 4.4.1 软件开发需求分析 | 第60-62页 |
| 4.4.2 开发平台简介 | 第62-63页 |
| 4.4.3 相机采集功能开发 | 第63-65页 |
| 4.4.4 相机标定及手眼标定功能开发 | 第65-67页 |
| 4.4.5 通信调试功能开发 | 第67-68页 |
| 4.4.6 视觉引导作业功能开发 | 第68-71页 |
| 4.5 本章小结 | 第71-73页 |
| 第五章 搬运与装配机器人视觉引导系统性能测试与分析 | 第73-85页 |
| 5.1 视觉引导系统性能测试验证平台搭建 | 第73-74页 |
| 5.2 视觉系统标定测试与结果分析 | 第74-77页 |
| 5.2.1 相机标定实验及结果分析 | 第74-75页 |
| 5.2.2 手眼标定实验及结果分析 | 第75-77页 |
| 5.3 工件目标识别定位精度与定位时间测试 | 第77-78页 |
| 5.3.1 工件目标识别定位精度测试 | 第77-78页 |
| 5.3.2 工件目标识别定位时间测试 | 第78页 |
| 5.4 基于视觉引导的搬运装配作业流程测试演示 | 第78-83页 |
| 5.4.1 测试系统前期准备 | 第79-81页 |
| 5.4.2 搬运装配作业流程测试演示 | 第81-83页 |
| 5.5 本章小结 | 第83-85页 |
| 第六章 总结与展望 | 第85-87页 |
| 6.1 总结 | 第85-86页 |
| 6.2 展望 | 第86-87页 |
| 致谢 | 第87-89页 |
| 参考文献 | 第89-93页 |
| 作者硕士期间发表的论文及科研成果 | 第93页 |
