基于超声传感技术的视觉自动识别系统

2012-09-09 16:35:19来源: 互联网
2. 2 轴向的确定

  为使机械手能以正确的姿态准确地抓取物体,必须精确确定物体的轴向. 在几何学中,物体的长轴定义为通过物体形心点的一条直线, 物体关于该直线的二阶矩为最小值. 设图像中物体长轴与图像平面X 轴正方向夹角为θ, 规定| θ| ≤π/ 2 ,则物体关于该轴线的二阶矩为

  

 

  很明显,基于二阶惯性矩的轴向确定方法是对整个物体区域进行运算, 且必须先确定像素点的隶属区域,故运算量较大. 图2 (a) 是用该算法确定的工件轴向. 对于一些简单形状的物体,可采用如下简单轴向估计算法:

  

 

  a. 确定物体的形心坐标;

  b. 确定物体边缘轮廓闭合曲线前半段中离物体形心最近的点, 用最小二乘法估算该点的切线方向,设其与图像平面X 轴正方向夹角为α1 ;

  c. 用同样方法确定下半段曲线中对应的切线方向α2 ;

  d. 物体轴向可粗略估计为θ= (α1 +α2) / 2.

  图2 ( b) 是采用简化算法得到的工件轴向图. 该算法仅对物体边缘轮廓点进行处理,使运算时间大为减少.

  3 超声深度检测

  由于CCD 摄像头获取的图像不能反映工件的深度信息,因此对于二维图形相同,仅高度略有差异的工件,只用视觉信息不能正确识别,本文采用超声波测距传感器则可弥补这一不足. 经图像处理得到工件的边缘、形心等特征量后,引导机械手到达待测点,对工件深度进行测量,并融合视觉信号与超声信号,可得到较完整的工件信息.安装在机器人末端执行器上的超声波传感器由发射和接收探头构成,根据声波反射的原理,检测由待测点反射回的声波信号,经处理后得到工件的深度信息. 为了提高检测精度,在接收单元电路中,采用了可变阈值检测、峰值检测、温度补偿和相位补偿等技术[1 ] ,可获得较高的检测精度.对视场中两个外形完全相同、高度相差0. 1 mm的柱形工件,采用本文提出的融合图像和深度信息的方法,可准确识别与抓取.

  4 实验结果及结论

  在上述方法研究的基础上, 完成了在MOVEMASTER2EX机器人装配作业平台上进行的物体识别与抓取实验. 在自然光及一般照明条件下,对机器人装配作业平台上视场范围内任意放置的3~5 个不同形状、大小的典型工件进行自动识别和抓取,结果表明,识别时间小于5 s(包括识别、定位与抓取过程机械手的移动时间) ,定位误差小于±2 mm ,并具有较好的通用性和可移植性. 图3 (a) ~ (d) 分别是待抓取工件识别过程的图像.

  实验结果表明, 采用本文提出的将机器人手- 眼视觉与超声波测距相结合的检测装置, 以及融合二维图像信息与深度信息进行工件识别与抓取的方法,可准确对物体进行识别与定位,具有算法简单、计算量小、实时性好、可靠性高等特点,可为机器人与环境交互提供物体形状、类别及大小等信息,使机器人装配作业能适应各种复杂的环境与工艺过程,对实现工业生产过程的自动化、柔性化、智能化有良好的应用前景.

  

 

  实验结果表明, 采用本文提出的将机器人手- 眼视觉与超声波测距相结合的检测装置, 以及融合二维图像信息与深度信息进行工件识别与抓取的方法,可准确对物体进行识别与定位,具有算法简单、计算量小、实时性好、可靠性高等特点,可为机器人与环境交互提供物体形状、类别及大小等信息,使机器人装配作业能适应各种复杂的环境与工艺过程,对实现工业生产过程的自动化、柔性化、智能化有良好的应用前景.

关键字:超声  传感技术  视觉  自动识别

编辑:神话 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/mndz/2012/0909/article_16690.html
本网站转载的所有的文章、图片、音频视频文件等资料的版权归版权所有人所有,本站采用的非本站原创文章及图片等内容无法一一联系确认版权者。如果本网所选内容的文章作者及编辑认为其作品不宜公开自由传播,或不应无偿使用,请及时通过电子邮件或电话通知我们,以迅速采取适当措施,避免给双方造成不必要的经济损失。
论坛活动 E手掌握
微信扫一扫加关注
论坛活动 E手掌握
芯片资讯 锐利解读
微信扫一扫加关注
芯片资讯 锐利解读
推荐阅读
全部
超声
传感技术
视觉
自动识别

小广播

独家专题更多

TTI携TE传感器样片与你相见,一起传感未来
TTI携TE传感器样片与你相见,一起传感未来
TTI携TE传感器样片与你相见,一起传感未来
富士通铁电随机存储器FRAM主题展馆
富士通铁电随机存储器FRAM主题展馆
馆内包含了 纵览FRAM、独立FRAM存储器专区、FRAM内置LSI专区三大部分内容。 
走,跟Molex一起去看《中国电子消费品趋势》!
走,跟Molex一起去看《中国电子消费品趋势》!
 
电子工程世界版权所有 京ICP证060456号 京ICP备10001474号 电信业务审批[2006]字第258号函 京公海网安备110108001534 Copyright © 2005-2016 EEWORLD.com.cn, Inc. All rights reserved