机器人视觉定位系统的研究与实现.pdf

第 29 卷 　第 6 期 哈 尔 滨 工 业 大 学 学 报 Vol . 29 , No . 6 1997 年 12 月 J OU RNAL OF HARB IN IN STI TU TE OF TECHNOL O GY Dec . 1997 机器人视觉定位系统的研究与实现 张贞子 　罗 　兵 ( 自动控制系) 摘 　要 　视觉定位是机器人视觉的主要研究方向之一 ,本文把 PU MA560 机械手 、Adept Vision 视觉处 理系统和 Panasonic GPCD40 CCD 相机三者组成一实际系统 ,主要研究了其中的 CCD 相机的标定方法 , 相机安装位置的求解方法和 目标姿态的封闭算法 ,并将上述算法相结合 ,有效实现了 PU MA560 视觉 定位系统 ,为今后的实际应用打下了坚实的基础 。 关键词 　机器人视觉定位 ;相机标定 ; 目标姿态估计 分类号 　TP242 　　所谓智能机器人是装备有某些类似于人的感 重合 。因此 ,要对相机的内部参数进行标定 。 觉装置 ,具有感觉识别 、判断功能 ,能根据周围环 ( ) 设 x 0 , y 0 , z 0 表示可见点 P 在一个固定参 境的变化 ,按规则调整 自己适当反应动作的机器 考坐标系上的坐标, ( x c , y c , z c) 表示同一点 P 在 人 。在人的众多感觉中 ,视觉是人最重要的感觉 相机坐标系上的坐标 。相机坐标的原点与光学中 心重合, z 轴与光轴重合, 图像平面与 x y 平面 能力 。机器人视觉被认为是研究智能机器人的一 c c c 个重要分支 ,视觉定位是机器人视觉最适合的任 平行, 图像平面中心是光轴与图像平面的交点, 像 务之一 , 它可广泛用于工业上的焊接 、装配和搬 平面与相机坐标原点的距离是 f ,f 表示相机镜 头的有效焦长, ( u , v) 表示图像平面的坐标 。 运 ,空间技术中的交会对接 、卫星回收等多种需 物体坐标与相机坐标的关系如下 : 要 。因此本文对基于 PU MA560 机械手的单相 x c x c 机机器人视觉定位系统进行了研究和实现 。 y y ( ) c = R c + T 1 an w a 机器人视觉定位系统所要研究的问题主要包