导　　师： 马铁军

授予学位： 硕士

作　　者： ;

机构地区： 华南理工大学

摘　　要： 随着人力成本的不断提高,企业开始寻求新的物流方式来代替依靠人力、效率低下的传统物流方式。智能化物流是最终的解决方案,采用视觉机器人技术实现智能物流是降低物流成本,提升物流效率的有效途径。本文针对现有的集装箱内物流方式,提出了双目视觉定位的机械臂卸垛方式。以上开口集装箱内规则的纸箱垛和不规则的轮胎垛为应用对象,研究开发了一种双目视觉定位的机械臂卸垛装置,并对该装置的设计、分析和实验进行了详细的研究,结果为该装置的开发和研制提供了理论和依据,最终在该研究的基础上,成功试制出了依靠双目视觉定位纸箱和轮胎的机械臂卸垛装置。首先,根据轮胎的结构特点,设计了具有误差适应能力的轮胎专用气动抓手,并对抓手关键部件(直角拉钩)进行研究,通过静力学分析改进结构。对机械臂运动学进行研究,确定了双目视觉在机械臂第三关节轴上的手眼系统。探究了平行双目视觉测量原理及其标定技术,通过单摄像机标定、立体标定及手眼标定,搭建了机械臂的双目视觉传感系统。其次,设计了基于SURF特征点模板匹配的纸箱定位算法。研究了SURF特征点的快速最近邻匹配算法;通过RANSAC算法估计基础矩阵实现极线约束过滤并寻找与模板相符合的目标;通过RANSAC算法估计单应矩阵实现平面图像间的单应性变换来定位标记点;最终通过双目视觉测量模型实现了对纸箱标记点的定位。该算法对标记点的相对定位精度为1.43%—2.94%。再者,设计了标记线轮胎的双目视觉定位算法。通过阈值分割、去除小联通区域及二值细化对轮胎垛双目图像预处理;通过行扫描双目图像提取细化后标记线上的特征点,并采用极线约束、顺序约束和视差范围约束完成立体匹配;通过RANSAC算法过滤标记线重建点云中的误匹配点和噪声点,实现标记线�

关 键 词： 双目视觉定位 轮胎抓手 算法 模板匹配 空间圆拟合

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