● 摘要
利用视觉测量导引双机器人协同运动是机器视觉在工程应用中一个非常有意义的研究领域。由视觉传感器和两台工业机器人组成双机器人视觉导引测量系统，不仅具备了视觉检测技术的非接触、高精度、测量迅速等特点，还极大地拓展了工作空间，增强了系统的柔性。完成系统各部分的坐标系全局统一之后，可将视觉测量获取的三维信息转换到各机器人坐标系下，规划机器人的运动路径，利用机器人控制语言实现双机器人的协同运动。为了保证系统的测量精度，各部件间的坐标系精确标定最为关键，即完成两台机器人之间的坐标系转换，以及求取视觉模块与机器人末端执行器之间的相对安装位姿。论文完成的主要工作包括以下几个方面：1. 研究了双机器人视觉仿真测量系统特点，建立了视觉导引双机器人协同运动机制，给出了系统的数学模型，构建了实验系统。2. 实现了计算机与机器人控制器之间的实时通讯，使用RAPID语言对机器人进行了编程，可以实时获取机器人姿态，并能够同时控制两台机器人按照预定的计划变换姿态。3. 研究了机器人运动学模型，在系统标定过程中引入激光跟踪仪，提出一种通过三次单轴旋转实现的机器人坐标系与激光跟踪仪坐标系的快速转换方法。4. 通过固定放置的激光跟踪仪与两台单机器人的坐标系转换，实现了双机器人基坐标系转换，通过机器人定义靶标球工具，利用球心坐标读数对转换误差进行评定。5. 研究了图像特征自动提取方法和空间阵列圆圆心投影求取方法，提出一种利用单幅机器人法兰盘图像实现的机器人手眼标定方法。对法兰盘共面多位置图像进行融合，提高了手眼标定精度。6. 完成系统坐标系全局统一，进行了基于视觉的双机器人协同运动对接实验，考察了系统测量精度。