基于双目立体视觉的机械手精确定位系统

智能机器人

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机器人技术文章编号：0 8 0 7 (0 7 0… 2 0 0 1 0 - 5 0 2 0 )7 2 0 1 2

中文核心期刊《微计算机信息》嵌入式与 S C 20年第 2卷第7期 ( O) 7 0 3 - 2

基于双目立体视觉的机械手精确定位系统 e t r tpos toni g y t m an pu at r ba e on bi a ge ii n s s e ofa m i l o s d noc a t r i i ul rs e eo vs on

南工学汪伟理大)

罗飞蒋梁中祁亨年

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摘要：机械手执行任务的过程中，制机械手定位到目标位置是一个非常关键的问题。本文提出了一种基于双目立体视觉在控

的机械手自动定位系统设计方法，双目立体视觉系统根据目标物的二维图像计算出目标物的三维坐标，后根据此三维由然坐标去控制机械手自动运动到目标位置。实验表明该系统能提高排爆机器人机械手的易操作性，大提高了机械手的性能大关键词：目立体视觉；定；动控制双标运中图分类号： P 4 . 1 2 23 1 文献标识码： A

Ab t a tT r e o i o ig i v r mp r n o n p l tr wh c mp is t o t lt e ma i u ao vn o t e p s in o s r c: ag t P s in n s e y i o t tf r a ma i u ao, t a i h i l o c n r h np lt r mo i g t h o i o fa e o t tr e .T i p p r p o o e h e in o n a tma ial a g t p st n n y t m a e n bn c lr see i o e h ia,wh r a g t h s a e r p s s t e d s f a u o t l tr e o i o i g s se b s d o i o ua tr o v s n t c n c g c y i i l ee

te 3 c o d n t f a t g t i c u r d t r u h t e b n c l t ro v s n s b y t m, t e h np lt r wi e c n r l d t h D o r i ae o a

e s q i h o g h i o u a se e ii u s se r a e r o h n t e ma i u ao l b o t l o l oe p r r a tmaial a g tp st n n c o d n o t e 3 c o d n t c u r d T e e p r n e u ts o e h tt i y t m a e e f m u o t l t e o i o ig a c r i g t h D o r i a e a q ie、 h x e i o c y r i me t r s l h w d t a h s s se h v e tn e h b l y o n p l tr g e t . x e d d te a i t f a ma i u ao r al i y K e o d: n c l r se e i in y W r sBi o u a t r o v so,Ca e a c l r to, o i n c n r l m r a i a in M to o t o b

机器人技术是涉及机械学、传感器技术、驱动技术、控制技

该系统首先由双目立体视觉技术计算出目标物在视觉坐标

术、通信技术和计算机技术的_门综合性高新技术，既是光机系中的三维坐标，并将该坐标转换到机器人坐标系，后根据然

电一体化的重要基础，又是光机电一体化技术的典型代表，它该坐标控制机械手实现自动定位。本文对该机器人的系统结构是多学科科技革命的必然结果。近年来，随着机器人研究的不和双目立体视觉子系统进行了详细的描述。最后进行了实际的断发展，机器人技术开始源源不断地向人类活动的各个领域渗透，结合这些领域的应用特点，种各样的具有不同功能的机各器人被研制出来，并且在不同的应用领域都得到了广泛的应抓取实验，取得了良好的实验效果。

1系统结构

该排爆机器人的主要功能部件为一辆能被远程操控的运动用。例如，国 Wo t hl e美 l e o机器公司生产的 MR sn m 5和 M 7排爆 R机器人，能用于户内及户外环境、应各种地形活动，适完成排爆小车和一个多关节多功能机械手。该机器人的装配示意图见图所功能，已被美国军方广泛使用。排爆机器人是特种机器人的一 1示。

种，主要用于在事发现场排除处理爆炸物及其他危险物品。排爆机器人的多功能机械手，为排爆机器人的完成抓取任务的作主要执行器，应能完成包括抓取爆炸物在内

的一系列任务，对

于排爆机器人来讲尤为重要。排爆是一个充满变化而复杂的过程，在排爆机器人执行任务的过程中，最关键的一步就是控制机器人的多功能机械手去抓取目标物，即控制机械手精确的定位到目标物位置，完成抓取动作。目前世界上已投入使用的

排爆机器人，在工作方式上，都需要一个经验丰富的操作员，对机械手进行远程手动控制，达到机械手精确定位的目的。这种

工作方式，一方面对操作员的要求非常高，另一方面，手动控制也很难达到很高的精度。因此，若能通过计算机视觉技术实现机械手的自动精确定位，而不需要去手动控制机械手的各个关节，将会在很大程度上提高排爆机器人的性能。

图 1系统装配示意图 =维图像

[二三维坐标

本文详细描述了基于双目立体视觉的排爆机器人的多功能机械手自动定位系统的设计。汪伟：士研究生硕基金项目：广东省科技厅广东省科技攻关项目 (0一 B 1 D7 4 0 0;东省科技厅广东省自然科学基金博士启动项目 0 11 )广 ( 0 6 4 0 7 2 O 0 O 2l ) 一

<:二二]

机器人本体

后台计算机

图 2系统装配示意图在排爆机器人执行任务的过程中，该小车将会被遥控到危