机器人视觉伺服控制

iRVision 小结

1． iRVision概述 1．1 Offset补偿和检测方式

根据iRVision 的补偿和测量方式的不同，iRVision 可作以下分类：

对具体的应用，理解不同iRVision 的特性并选择一个适合的应用是非常重要的。

?

offset 补偿分类

- 用户坐标系补偿 (User Frame Offset)

机器人在用户坐标系下通过Vision检测目标当前位置相对初始位置的偏移并自动补偿抓取位置。 - 工具坐标系补偿 (Tool Frame Offset)

机器人在工具坐标系下通过Vision检测在机器人手爪上的目标

当前位置相对初始位置的偏移并自动补偿放置位置。

用户坐标系

?

检测目标位置 修正机器人姿态

测量方式分类

- 2D 单视野检测 (2D Single-View) 2D 多视野检测 (2D Multi-View)

iRVision 2D 只用于检测平面移动的目标 (XY

无标定视觉伺服在机器人跟踪

多特征点目标的应用

宋平 康庆生 孟正大

东南大学

摘要：介绍了一种眼在手上的机器人3D视觉跟踪多特征点目标的无标定视觉伺服。利用基于递推最小二乘法估计图像雅可比矩阵伪逆的无标定视觉伺服，这种方法无需计算雅可比矩阵伪逆，避开了图像雅可比矩阵伪逆计算的奇异性问题。实验结果验证了这种方法的可行性，为机器人抓取目标打下了基础。

关键词：眼在手上 多特征点 无标定视觉伺服 3D视觉跟踪

Application of Un-calibrated Visual Servo in Tracking Multi-feature Object

Song Ping Kang Qingsheng Meng Zhengda

Abstract: This paper presents an uncalibrated control method for robotic vision-guided targets 3D tracking using an eye-in-hand camera. The uncalibrated visual servoing is adopted to fulfill the online re

无标定视觉伺服在机器人跟踪

多特征点目标的应用

宋平 康庆生 孟正大

东南大学

摘要：介绍了一种眼在手上的机器人3D视觉跟踪多特征点目标的无标定视觉伺服。利用基于递推最小二乘法估计图像雅可比矩阵伪逆的无标定视觉伺服，这种方法无需计算雅可比矩阵伪逆，避开了图像雅可比矩阵伪逆计算的奇异性问题。实验结果验证了这种方法的可行性，为机器人抓取目标打下了基础。

关键词：眼在手上 多特征点 无标定视觉伺服 3D视觉跟踪

Application of Un-calibrated Visual Servo in Tracking Multi-feature Object

Song Ping Kang Qingsheng Meng Zhengda

Abstract: This paper presents an uncalibrated control method for robotic vision-guided targets 3D tracking using an eye-in-hand camera. The uncalibrated visual servoing is adopted to fulfill the online re

西南科技大学城市学院

毕业论文（设计）

论文题目： 机器人视觉识别系统研究

系 别： 机电工程系 专 业： 自动化 班 级： 0701 学 号： 200740128 学生姓名： 蒋伟 指导教师： 王媛

西南科技大学城市学院本科生毕业论文

机器人视觉识别系统研究

摘 要

现实生活和工业生产中，具有视觉识别系统的机器人的应用越来越多，本文

目标是设计出一个基于嵌入式微处理器ARM（S3C2440）与CMOS构建的图像数据采集系统，完成高质量的图像数据采集功能及星形图形的识别。

论文重点对图像数据采集系统总体方案进行了探索和设计，构造了一种基于ARM＋OV7725的图像采集系统方案，通过ARM处理器、OV7725图像传感器、及LCD显示器构成整个图像采集系统的硬件部分，并通过相应的软件设计完成对整个系统的控制，最终实现图像数据采集和识别功能。

关键词: 图像采集 识别 ARM处理器 OV7725

西南科技大学城市学院本科生毕业论文II

Robot Vision Recognition System

Abstract

实验（5）机器人控制实验

一、实验目的：

1） 理解机器人控制的相关概念；

2） 对构建的机器人进行动力学控制分析； 3） 能够使用simulink构建机器人控制仿真模型。

二、机器人动力学方程

状态空间方程

? 当用牛顿-欧拉方程对操作臂进行分析时，动力学方程可以写成

?)是离心力和哥氏力矢量，G(q)为重力矢量。 ? 其中M(q)为质量矩阵，C(q,q? 前向动力学

三、机器人关节控制

Puma560机器人肩关节的参数

图1基于速度反馈的机器人关节控制的simulink模型 图2速度控制环 说明： 图2的速度控制环是图1中Vloop模块的对应内部构造。也就是图2mask后成为Vloop模块。创建方法见实验4。 仿真参数如下：

Vloop参数设置

signal generation 参数设置

四、机器人前馈控制

其中，Kp和Kv是位置增益和速度增益。

如果对非线性动力学进行线性化，而且线性化是理想的，那么可得，

e?q*?q

图3 前馈动力学的控制结构

五、机器人基于计算力矩控制

图4 计算动力学的控制结构

六、实验内容

（1）用simulink建立如下图所示的机器人仿真模型，机器人模型为puma560，可以直接使用机器人库提供

2012年全国职业院校现代制造及自动化技术教师大赛

“工业机器人与机器视觉系统编程调试”样题

（ 总时间：240分钟）

实 操 任 务 书

0

一、竞赛要求

1．正确使用工具，操作安全规范；

2．部件安装、电路连接、接头处理正确、可靠，符合要求； 3．爱惜赛场的设备和器材，尽量减少耗材的浪费； 4．保持工作台及附近区域干净整洁；

5．竞赛过程中如有异议，可向现场考评人员反映，不得扰乱赛场秩序； 6．遵守赛场纪律，尊重考评人员，服从安排。

二、注意事项

1．参赛选手在比赛过程中应该遵守相关的规章制度和安全守则，如有违反，则按照相关规定在考试的总成绩中扣除相应分值；

2．参赛选手的比赛任务书用参赛证号、组别、场次、工位号标识，不得写有姓名或与身份有关的信息，否则成绩无效，在比赛任务书的指定附页内完成电气控制原理图的设计，比赛任务书完成后收回；

3．参赛选手应将编写的各程序资料保存在“D:\\2012\\工位号\\程序”文件夹下； 4．由于错误接线等原因引起PLC、伺服电机及驱动器、变频器、机器人控制器、机器视觉系统和直流电源损坏，取消竞赛资格；

5．参赛选手应在240分钟内完成任务书规定的内容，考试成绩以100分进行计算。

1

一、设备组成

2012年全国职业院校现代制造及自动化技术教师大赛

“工业机器人与机器视觉系统编程调试”样题

（ 总时间：240分钟）

实 操 任 务 书

0

一、竞赛要求

1．正确使用工具，操作安全规范；

2．部件安装、电路连接、接头处理正确、可靠，符合要求； 3．爱惜赛场的设备和器材，尽量减少耗材的浪费； 4．保持工作台及附近区域干净整洁；

5．竞赛过程中如有异议，可向现场考评人员反映，不得扰乱赛场秩序； 6．遵守赛场纪律，尊重考评人员，服从安排。

二、注意事项

1．参赛选手在比赛过程中应该遵守相关的规章制度和安全守则，如有违反，则按照相关规定在考试的总成绩中扣除相应分值；

2．参赛选手的比赛任务书用参赛证号、组别、场次、工位号标识，不得写有姓名或与身份有关的信息，否则成绩无效，在比赛任务书的指定附页内完成电气控制原理图的设计，比赛任务书完成后收回；

3．参赛选手应将编写的各程序资料保存在“D:\\2012\\工位号\\程序”文件夹下； 4．由于错误接线等原因引起PLC、伺服电机及驱动器、变频器、机器人控制器、机器视觉系统和直流电源损坏，取消竞赛资格；

5．参赛选手应在240分钟内完成任务书规定的内容，考试成绩以100分进行计算。

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一、设备组成

文档介绍了机器人三原则以及机器人定义,更重要的展示人员机器人对应关系,方便我们直观认识到机器人相关知识。

机器人常识

机器人的定义

机器人是一种自动化的机器，所不同的是这种机器具备一些与人或生物相似的智能能力，如感知能力、规划能力、动作能力和协同能力，是一种具有高度灵活性的自动化机器

机器人构成 机器人的能量 人需要从吃的食物中吸收能量，而机器人却只吃“电能”。因此，一般的机器人都是使用可充电电池。 机器人的大脑 机器人和人一样需要有大脑来控制机器人的动作。就像电脑中的CPU一机器人三原则

1. 机器人不应伤害人类；

2. 机器人应遵守人类的命令，与第一条违背的命令除外；

3. 机器人应能保护自己，与第一条相抵触者除外。

样，在机器人身上也有它自己的CPU，在这里我们称为微控制器。 别看芯片小，它可是在机器人中控制所有动作的关键。它收集周围环境的信息，并根据收集到的环境情况向执行机构发出命令，驱动机器人完成各种功能。 机器人的身体结构 我们要让机器人平稳地行走，还要设计它的身体结构，也就是机械结构。生活中有很多机器都有很巧妙的机械结构，比如脚一踩，自行车轮子就能

转起来；又如飞机正是模仿了鸟的流线形的身体结构，才能以庞大的身躯在天上飞而不掉下

介绍了基于通用工业机器人柔性在线视觉检测系统的坐标测量原理。为了获得封闭和准确的系统坐标变换链,以MD—H模型为基础建立了机器人的距离精度校准模型,同时,对多个校准点运用奇异值分解的形式分步求解旋转矩阵和平移矩阵,实现机器人基础坐标系与激光跟踪仪坐标系之间的配准,进而完成多台机器人基础坐标系与车身坐标系的统一。实验表明：该方法操作简单,能够获得±0.30m

21 0 0年第 2 9卷第 2期

传感器与微系统 ( rnd cradM coytm T c nl is Ta su e n irss eh o g ) e oe

8 3

工业机器人视觉检测系统的现场标定技术王一，任永杰，刘常杰，叶声华(天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室，天津 3 0 7 ) 0 0 2

摘

要：介绍了基于通用工业机器人柔性在线视觉检测系统的坐标测量原理。为了获得封闭和准确的系

统坐标变换链， MD H模型为基础建立了机器人的距离精度校准模型，以—同时，对多个校准点运用奇异值分解的形式分步求解旋转矩阵和平移矩阵，实现机器人基础坐标系与激光跟踪仪坐标系之间的配准，而进完成多台机器人基础坐标系与车身坐标系的统一。实验表明：方法操作简单，够获得± . 0该能 03 mm的标

工业机器人技术发展现状

摘要：随着工业机器人的快速发展，其在汽车制造、机械加工、焊接、上下料、磨削抛光、搬运码垛、装配、喷涂等作业中得到越来越多的应用。本文通过分析国内外工业机器人技术和产业现状，了解了近代工业机器人的发展趋势；并以ABB公司为例，通过介绍其第7代新型工业机器人产品——IRB6700系列，对当代工业机器人的发展进行了了解。

关键词：工业机器人、现状、ABB、IRB6700系列

0．前言：

工业机器人是综合了计算机科学技术、机械工程技术、电子工程技术、信息传感器技术、控制理论、机构学、人工智能学、仿生学等多学科而形成的高新技术。在国外工业机器人技术日趋成熟，其已经成为一种标准设备而在工业自动化行业广泛应用，从而也形成了一批在国际上较有影响力的工业机器人公司，工业机器人技术的发展水平也成为一个国家工业自动化水平的重要标志。

1．国内外工业机器人技术与产业现状

1.1国外机器人技术与产业现状

自从20世纪60年代开始，经过近六十年的迅速发展，随着对产品加工精度要求的提高，关键工艺生产环节逐步由工业机器人代替工人操作，再加上各国对工人工作环境的严格要求，高危、有毒等恶劣条件的工作逐渐由机器人进行替代作业，从而增加了对工业机器