| 摘要 | 第5-6页 |
| ABSTRACT | 第6-7页 |
| 第一章 绪论 | 第11-18页 |
| 1.1 选题背景及研究意义 | 第11-13页 |
| 1.2 国内外研究状况 | 第13-16页 |
| 1.2.1 机器视觉 | 第13-15页 |
| 1.2.2 Delta并联机器手臂 | 第15-16页 |
| 1.3 本文研究的主要内容和章节安排 | 第16-18页 |
| 第二章 Delta并联机械手臂视觉控制系统的构成 | 第18-26页 |
| 2.1 Delta机械手臂视觉控制系统总体结构 | 第18-19页 |
| 2.2 视觉控制系统的组成 | 第19-21页 |
| 2.2.1 Delta并联机械手臂 | 第19-20页 |
| 2.2.2 基于的Cortex-M4微控制核的运动控制单元 | 第20-21页 |
| 2.2.3 基于通用PC的单目视觉子系统 | 第21页 |
| 2.3 视觉子系统的硬件选型 | 第21-25页 |
| 2.3.1 摄像机 | 第21-23页 |
| 2.3.2 光学镜头 | 第23-24页 |
| 2.3.3 光源 | 第24-25页 |
| 2.4 本章小结 | 第25-26页 |
| 第三章 Delta并联机械手臂及其运动控制单元 | 第26-51页 |
| 3.1 空间变换理论 | 第26-29页 |
| 3.1.1 点的空间位置表示 | 第26页 |
| 3.1.2 物体的姿态描述 | 第26-28页 |
| 3.1.3 坐标变换理论 | 第28-29页 |
| 3.2 Delta机械手臂的结构 | 第29-31页 |
| 3.3 Delta并联机械手臂设计 | 第31-36页 |
| 3.3.1 简化Delta并联机械手臂的结构 | 第31-32页 |
| 3.3.2 Delta并联机械手臂本体设计 | 第32-36页 |
| 3.4 Delta并联机械手臂的运动控制模型 | 第36-45页 |
| 3.4.1 Delta并联机械手臂的运动逆解 | 第37-38页 |
| 3.4.2 本文提出的优化运动逆解方法 | 第38-41页 |
| 3.4.3 Delta并联机械手臂的运动正解 | 第41-44页 |
| 3.4.4 逆解算法与正解算法验证 | 第44-45页 |
| 3.5 运动控制单元硬件的设计与制作 | 第45-49页 |
| 3.5.1 Delta机械手臂对驱动信号的要求 | 第46-47页 |
| 3.5.2 运动控制单元的硬件结构 | 第47-49页 |
| 3.5.3 运动控制单元的软件框架 | 第49页 |
| 3.6 机械手臂的运动误差 | 第49-50页 |
| 3.7 本章小结 | 第50-51页 |
| 第四章 视觉系统标定 | 第51-72页 |
| 4.1 摄像机成像模型 | 第51-57页 |
| 4.1.1 坐标系规定 | 第51-53页 |
| 4.1.2 摄像机模型 | 第53-57页 |
| 4.2 摄像机的主要标定方式 | 第57-58页 |
| 4.2.1 传统摄像机标定法 | 第57页 |
| 4.2.2 摄像机自标定法 | 第57-58页 |
| 4.2.3 基于主动视觉的摄像机标定法 | 第58页 |
| 4.3 单目二维平面摄像机标定 | 第58-65页 |
| 4.3.1 单目二维平面摄像机标定原理 | 第58-59页 |
| 4.3.2 基于直线交比不变性的摄像机标定 | 第59-63页 |
| 4.3.3 本文使用的摄像机标定 | 第63-65页 |
| 4.4 机械手臂与摄像机之间的标定 | 第65-68页 |
| 4.5 系统标定 | 第68-71页 |
| 4.6 本章小结 | 第71-72页 |
| 第五章 目标物体识别、抓取与系统测试 | 第72-99页 |
| 5.1 数字图像的表示形式 | 第72-73页 |
| 5.2 图像质量与特点分析 | 第73-74页 |
| 5.3 图像质量优化 | 第74-75页 |
| 5.3.1 图像灰度化 | 第74-75页 |
| 5.3.2 空间滤波去除图像噪声 | 第75页 |
| 5.4 分离目标物体与图像背景 | 第75-79页 |
| 5.4.1 图像二值化 | 第76-77页 |
| 5.4.2 去除目标物体内部的白色孔洞 | 第77-79页 |
| 5.5 目标物体定位与形状识别 | 第79-84页 |
| 5.5.1 连通域标记分隔目标物体 | 第79-80页 |
| 5.5.2 目标物体中心坐标提取 | 第80页 |
| 5.5.3 目标物体形状识别 | 第80-84页 |
| 5.6 目标物体的动态位置跟踪与抓取 | 第84-90页 |
| 5.6.1 目标物体的动态位置 | 第85页 |
| 5.6.2 动态调整拍照时间避免目标物体重复识别 | 第85-87页 |
| 5.6.3 目标物体的位置预判 | 第87-88页 |
| 5.6.4 Delta机械手臂运动路径 | 第88-89页 |
| 5.6.5 目标物体的实际抓取位置 | 第89-90页 |
| 5.6.6 目标物体的抓取顺序 | 第90页 |
| 5.7 视觉控制系统总体测试 | 第90-97页 |
| 5.7.1 视觉子系统控制软件使用简介 | 第90-93页 |
| 5.7.2 运动控制单元软件执行流程 | 第93-95页 |
| 5.7.3 视觉控制系统测试 | 第95-97页 |
| 5.8 本章小结 | 第97-99页 |
| 第六章 总结与展望 | 第99-101页 |
| 6.1 本文完成的工作 | 第99-100页 |
| 6.2 对未来工作的展望 | 第100-101页 |
| 致谢 | 第101-102页 |
| 参考文献 | 第102-106页 |
| 攻读硕士学位期间取得的成果 | 第106-107页 |