机器人视觉伺服控制技术及其应用探讨

1、机器人视觉伺服控制技术及其应用探讨 摘要：机器人视觉伺服控制是将机器视觉与机器人技术进行有机结合而产生的控制技术，其学术基础涵盖了机器人运动学、图像处理、控制理论等研究领域。本文从视觉伺服系统中基于图像的机器人视觉伺服系统入手，在实验条件下，探讨了视觉伺服控制技术在机器人作业系统中的应用，并就视觉伺服控制机器人作业系统的实验效果进行了分析。 关键词：机器人 视觉伺服 作业系统 中图分类号：tp242 文献标识码：a 文章编号：1007-9416（2013）06-0002-02 近年来，工业机器人在以制造业为代表的各个领域得到了广泛的应用。1979年，首先由hill提出了视觉伺服（visuals

2、ervoing）的概念，并随之出现了多种伺服控制方式，被逐步应用于机器人控制系统之中。视觉伺服在机器人控制系统中的应用，使得机器人更具类人化、智能化的特点，使其对周围多变环境的自适应能力也大大提升。 1 机器人视觉伺服系统 2 视觉伺服在机器人作业系统中的应用 本文在实验条件下，将机器人视觉伺服控制技术在切割、焊接、涂漆等领域中的应用抽象和概况为具有普遍应用意义的机器人作业系统，并对其系统构成和应用情况加以分析。 2.1 作业系统整体结构及工作原理 在实验条件下构建视觉伺服的机器人作业系统，其主要由摄像系统、图像采集卡、作业平台、工业机器人、控制计算机及其软件系统等构成，如图2所示。 其工作原

3、理如下：摄像机图像采集系统采集作业对象的图像之后，由软件系统平台控制图像采集卡获取摄像机采集的作业对象图像，并经过图像增强、滤波、边缘检测和细化等处理环节，之后进入图像信息分析处理和重建环节，经过分析、处理之后获得的数据信号由软件平台进行实时计算，而获得图像中与作业对象有关的特征点位置信息，针对这些作业对象的特征点位置信息，软件平台系统通过调用motocom32的库函数并和机器人进行通信，从而完成对机器人末端执行器的实时控制，使其按照控制指令完成各项制定作业。 2.2 硬件系统 2.3 软件平台概述 （3）机器人实时控制；得到机器人坐标点之后，系统会按照坐标点的信息，运行运动决策程序而得到相应

4、的机器人的运动控制指令，并调用motocom32库函数，以完成对机器人末端执行器的控制，实现对特征点的自动定位，使机器人按照期望的轨迹完成相应的操作。 3 视觉伺服控制技术应用效果分析 为了验证视觉伺服控制技术在机器人作业系统中的应用效果，我们模拟了机器人连续切割作业过程，具体的实施方案如下：在实验条件下，以平板玻璃台面作为实验切割对象，在台面上事先绘制好期望切割路径，以白板笔代替割枪，以机器人末端执行器携带白板笔绘制曲线的过程来模拟切割作业过程，实验过程中首先通过对作业对象的图像采集与处理，然后对其进行分析、处理和相关的运算后，得到相应的控制指令以控制机器人末端执行器完成相应的作业。实验的结果充分验证了视觉伺服控制技术在机器人作业系统中的应用，实现了机器人对作业轨迹的良好跟踪效果，整个作业过程平滑、稳定，作业轨迹和目标轨迹之间的误差控制完全能够满足相关作业（比如切割、焊接等）的要求。 4 结语 综上，近年来机器人视觉伺服控制技术得到了快速的发展，且应用领域越来越多，但还有很多的问题需要探索和解决，比如图像采集、分析、计算时的延时到导致的实时性难以保证等问题，这需要科研工作者以更加深入的探索和实践来完成。 参考文献 1段彦婷，陈平.机器