機(jī)器人工作站工件圖像的識(shí)別與定位方法分析概述目錄TOC\o"1-3"\h\u2773機(jī)器人工作站工件圖像的識(shí)別與定位方法分析概述 1235351.1圖像處理算法概述 1272161.2圖像的預(yù)處理 1215811.3相機(jī)標(biāo)定 2320071.4圖像處理 383921.5如何進(jìn)行視覺引導(dǎo) 31.1圖像處理算法概述圖像的處理技術(shù)對(duì)于工業(yè)機(jī)器人視覺系統(tǒng)來說是重中之重，他就好像人類的大腦在接收到眼睛所識(shí)別到的信息后，進(jìn)行處理優(yōu)化而使得可以分析支配手來進(jìn)行動(dòng)作，機(jī)器人亦是如此。這個(gè)視覺處理系統(tǒng)一定要做的足夠完美，如果這個(gè)系統(tǒng)出現(xiàn)問題那么就給予機(jī)器人進(jìn)行錯(cuò)誤的引導(dǎo)，導(dǎo)致系統(tǒng)完全與所作實(shí)驗(yàn)無關(guān)。我們進(jìn)行處理的主要工具就是電腦，通過攝像機(jī)拾取圖片后導(dǎo)入電腦進(jìn)行分析處理和判斷在計(jì)算機(jī)內(nèi)也可以將強(qiáng)對(duì)于特征的識(shí)別，使識(shí)別的過程更加的快和精準(zhǔn)，在由于環(huán)境和相機(jī)配置的不同，圖像處理過程提供了大范圍的噪聲值，從而提高了圖像質(zhì)量。影響。為了解決這些問題，在進(jìn)行圖像處理之前，我們必須對(duì)圖像進(jìn)行預(yù)處理，所謂的預(yù)處理就是對(duì)圖像進(jìn)行消噪處理，我們可以運(yùn)用濾波的方式進(jìn)行消噪，然后根據(jù)我們的實(shí)驗(yàn)要求進(jìn)行物件的特征提取，然后將信號(hào)發(fā)至PC端，使機(jī)器人可以進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，達(dá)到實(shí)驗(yàn)的最終效果。1.2圖像的預(yù)處理我們的工業(yè)相機(jī)在工作過程中會(huì)遇到一些噪聲或者畸變等等，這個(gè)時(shí)候那些噪點(diǎn)和失真會(huì)極大影響圖像識(shí)別。所以我們會(huì)先進(jìn)行預(yù)處理，也就是所謂的消噪和緩解失真，這個(gè)工作的過程就被稱之為圖像預(yù)處理。這個(gè)本文所使用的工業(yè)相機(jī)是COGNEX工業(yè)相機(jī)。我們可以通過圖像雕刻、直方圖均衡化和圖像分割的方法來制備圖像。對(duì)采集到的圖像進(jìn)行準(zhǔn)備，我們可以通過這種方式對(duì)于圖像的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行篩選，讓系統(tǒng)對(duì)于工件的識(shí)別和定位更加的快速，讓我們更加精準(zhǔn)的提取物件的邊緣信息。首先，我們可以將灰色的圖像進(jìn)行比例的縮小，當(dāng)一個(gè)圖片大小減小時(shí)，它的清晰度和質(zhì)量一定會(huì)提高。這樣的話我們原始的灰度圖像就會(huì)變得相對(duì)集中的埋藏區(qū)變?yōu)榫鶆蚍植荚谒新癫貐^(qū)的，增強(qiáng)了圖像的對(duì)比度可以。關(guān)上為了達(dá)到取名的目的，在拍攝中去除一些無用的信息。1.2.1圖像如何灰度化如果想要視覺定位的精度高，那么攝像機(jī)所記錄的圖像質(zhì)量一定要高。圖像質(zhì)量是整個(gè)定位系統(tǒng)的核心問題，本文選用的COGNEX工業(yè)相機(jī)能夠提供清晰、高質(zhì)量的彩色圖像，但是如果是彩色圖像進(jìn)行計(jì)算的話就會(huì)出現(xiàn)兩個(gè)問題，一是計(jì)算量非常巨大，二是圖像特征的分辨率不會(huì)很高，所以要對(duì)圖像進(jìn)行灰度化處理在r=g=B時(shí)的RGB模型它表示當(dāng)前顏色，并表示一種稱為灰度的數(shù)值，這個(gè)數(shù)值對(duì)于字節(jié)數(shù)的要求非常小只要一個(gè)就可以完成，而我們記錄它的范圍一般為0~255，一般紀(jì)律的方法分為四種包括：：最大值法，分量法，平均法和加權(quán)平均法?；叶葓D像處理是機(jī)器人視覺引導(dǎo)系統(tǒng)中不可或缺的一個(gè)步驟，它可以通過減少計(jì)算量的方式使系統(tǒng)運(yùn)行速度加快，從而讓整個(gè)系統(tǒng)流暢的運(yùn)行。由于實(shí)驗(yàn)環(huán)境為室內(nèi)，被測對(duì)象為方形和圓形塑料鑄件，分別標(biāo)記為1號(hào)和2號(hào)工件，因此采用平均值法進(jìn)行圖像灰度化，可以滿足本實(shí)驗(yàn)的要求。對(duì)于視覺識(shí)別到的彩色圖像選取RGB的三個(gè)分量亮度進(jìn)行平均，這個(gè)就被稱之為所識(shí)別圖像的灰度，并使用rgb1對(duì)Halcon視覺庫的灰度(image，grayimage)。圖像的參數(shù)記錄的輸入為彩色圖像后進(jìn)行灰度處理，通過一整個(gè)過程可以達(dá)成彩色圖像灰度化的過程。1.3相機(jī)標(biāo)定為了計(jì)算空間物體表面點(diǎn)的三維坐標(biāo)在工業(yè)相機(jī)中是如何拾取的，我們應(yīng)該在攝像機(jī)中進(jìn)行一個(gè)物體的幾何模型定義，將這些定義的模型記錄到相機(jī)的參數(shù)中去。我們所取得的這些參數(shù)必須通過適當(dāng)?shù)膶?shí)驗(yàn)和嚴(yán)格的計(jì)算來確定。把各個(gè)位置的參數(shù)進(jìn)行統(tǒng)一的標(biāo)定讓相機(jī)內(nèi)外的參數(shù)都統(tǒng)一化，這些標(biāo)定的相機(jī)它分為三個(gè)參數(shù)，包括內(nèi)部、外部和畸變。那么攝像機(jī)內(nèi)部的一些具體參數(shù)就定義了攝像機(jī)的光學(xué)中心位置與二維像面和三維空間之間的相互作用，以二維圖像為核心的三維場景更新是的，所以攝像機(jī)標(biāo)定的結(jié)果和質(zhì)量直接影響到三維場景更新的效果從。到時(shí)間包括在不同行業(yè)中廣泛使用的攝像機(jī)標(biāo)定方法：傳統(tǒng)的攝影測量定標(biāo)法、Abdel-Aziz直接線性變換法、Tsai二步法、基于Kruppa方程的自標(biāo)定法、二價(jià)定標(biāo)法、正方形表面自標(biāo)定法、張正友定標(biāo)法等對(duì)他們來說是校準(zhǔn)方法張正友使用方便，而且對(duì)于標(biāo)定過程中使用的標(biāo)定裝置，精度要求不高，因此在雙目視覺工程中得到了廣泛的應(yīng)用。1.4圖像處理成像模塊主要完成遙控?cái)z像機(jī)對(duì)動(dòng)態(tài)物體的成像，需要遙控?cái)z像機(jī)的外部硬件空間進(jìn)行記錄，軟件中設(shè)置了遙控?cái)z像機(jī)所需的參數(shù)。軟件主要配置攝像機(jī)的拍攝模式、曝光時(shí)間和數(shù)據(jù)包大小，通過調(diào)用攝像機(jī)屬性節(jié)點(diǎn)設(shè)置必要的攝像機(jī)屬性參數(shù)。相機(jī)的曝光時(shí)間和包裝尺寸設(shè)置。關(guān)閉遠(yuǎn)程攝像機(jī)可以在現(xiàn)有的外部環(huán)境中捕獲動(dòng)態(tài)目標(biāo)的清晰圖像，促進(jìn)后續(xù)的圖像處理是的。那里旋轉(zhuǎn)物體是動(dòng)態(tài)的，雙目相機(jī)的速度同步是非常重要的這很重要。定位測量系統(tǒng)采用與攝像機(jī)記錄源相同的對(duì)向光電傳感器，保證了記錄時(shí)間的同步。本平臺(tái)中由康耐視In-Sight2000工業(yè)相機(jī)對(duì)我們所提供的物體進(jìn)行特征識(shí)別，包括物體的邊緣輪廓，物體位置，通過灰度處理識(shí)別物體形狀并進(jìn)行定位，確定物體形狀及所在位置。1.5如何進(jìn)行視覺引導(dǎo)對(duì)工件上比較特殊的點(diǎn)位進(jìn)行識(shí)別和定位捕捉，同時(shí)對(duì)于輸入的位置信息模型進(jìn)行比對(duì)，從而使機(jī)器人可以確定工件位置，引導(dǎo)機(jī)器人去完成工作，這就是視覺引導(dǎo)系統(tǒng)也就是機(jī)器人的“眼睛”。智能化在視覺控制系統(tǒng)是機(jī)器人手眼系統(tǒng)的主要組成。機(jī)器人的視覺引導(dǎo)系統(tǒng)的放置是分為兩種的，一種呢是將我們所選用的工業(yè)攝像頭安裝在機(jī)械手臂上，隨著機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)而運(yùn)動(dòng)，而另一種呢是將我們所選用的工業(yè)相機(jī)安裝在工件所經(jīng)過的區(qū)域，在物件經(jīng)過時(shí)對(duì)物件直接進(jìn)行識(shí)別定位從而引導(dǎo)機(jī)器人進(jìn)行抓取。兩個(gè)都走有自己的長處和弊端，攝像頭安裝在機(jī)械手臂上時(shí)，會(huì)跟隨機(jī)器人靈活運(yùn)動(dòng)，但是所觀察的視野比較小，在定位工件的過程中，必須在不同的位置進(jìn)行多次計(jì)算，以補(bǔ)償運(yùn)動(dòng)誤差。這種視覺引導(dǎo)方式更適合比較小的工作區(qū)域，它的系統(tǒng)比較復(fù)雜所以工作起來稍有些緩慢。工業(yè)攝像機(jī)固定的模式記錄了攝