【正文】 型研究標(biāo)定算法；第四步，應(yīng)用標(biāo)定工具及標(biāo)定算法對(duì)機(jī)器人本體進(jìn)行標(biāo)定；第五步，采用單目及雙目?jī)煞N方法進(jìn)行二維圖像獲取，研究這兩種視覺(jué)獲取方式的攝像機(jī)標(biāo)定方法；第六步，根據(jù)獲得的平面二維圖像進(jìn)行三維數(shù)據(jù)重建，從而獲得機(jī)器人工作空間的立體數(shù)據(jù)；第七步，研究工件的特征，對(duì)工件圖像特征進(jìn)行分析，提取，為機(jī)器人工作路徑、方式提供依據(jù)；第八步，圖像特征獲取與機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)匹配建模，應(yīng)用圖像獲取空間坐標(biāo)，變換成機(jī)器人工作空間坐標(biāo)，從而指導(dǎo)機(jī)器人操作；第九步，構(gòu)建離線(xiàn)編程及基于圖像視覺(jué)伺服的機(jī)器人編程體系，使整個(gè)系統(tǒng)趨于實(shí)用化。 其它必要的支撐和配套條件情況。智能化工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)巨大，它將在弧焊、點(diǎn)焊、裝配、搬運(yùn)、切割、噴漆、噴涂、檢測(cè)、碼垛、研磨、拋光、上下料、激光加工等領(lǐng)域中得到廣泛的應(yīng)用。綜上所述，本項(xiàng)目基本無(wú)技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)。無(wú)。3）項(xiàng)目組成員除兩名碩士研究生以外，都是具有多年研發(fā)經(jīng)驗(yàn)的高校教師，理論與實(shí)踐水平較高，是項(xiàng)目成功的有力保障。1）本項(xiàng)目計(jì)劃在2013年12月完成，預(yù)計(jì)技術(shù)達(dá)到國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平，同時(shí)準(zhǔn)備進(jìn)行市場(chǎng)推廣；2）發(fā)表論文2～4篇；3）培養(yǎng)碩士研究生2名；4）申請(qǐng)發(fā)明專(zhuān)利2項(xiàng)。 本項(xiàng)目的研發(fā)計(jì)劃如圖1所示，包括兩條主線(xiàn)，一是機(jī)器人本體標(biāo)定，這是基礎(chǔ)，如果機(jī)器人本體絕對(duì)誤差較大，即使通過(guò)視覺(jué)方式獲得準(zhǔn)確的工件空間位置，機(jī)器人最終也會(huì)由于較大的本體絕對(duì)誤差而無(wú)法準(zhǔn)確到達(dá)指定位置進(jìn)行工作；二是基于圖像的視覺(jué)伺服技術(shù)的研究，主要是通過(guò)二維信息獲取準(zhǔn)確的三維信息。文獻(xiàn)6報(bào)道了輸電線(xiàn)巡檢機(jī)器人控制與實(shí)驗(yàn)研究。西安理工大學(xué)碩士學(xué)位論文研究了基于圖像的視覺(jué)伺服控制方法。針對(duì)機(jī)器人的動(dòng)力學(xué)不確定性，設(shè)計(jì)了模糊自適應(yīng)控制器，并證明了穩(wěn)定性。　　 第四，進(jìn)行了輸電線(xiàn)視覺(jué)定位和視覺(jué)伺服抓線(xiàn)問(wèn)題的研究。分析了輸電線(xiàn)路周?chē)碾姶怒h(huán)境，及其對(duì)機(jī)器人的影響，并根據(jù)分析結(jié)果完成了對(duì)機(jī)器人的電磁防護(hù)設(shè)計(jì)。該方法可極大提高機(jī)器人對(duì)管口定位的準(zhǔn)確性及機(jī)器人代替人類(lèi)工作的自動(dòng)化程度,提高機(jī)器人的作業(yè)性能和對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性。 ～,機(jī)器人坐標(biāo)系到攝像機(jī)坐標(biāo)系間的中間坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換關(guān)系都已確定,根據(jù)中介坐標(biāo)統(tǒng)一方法,機(jī)器人坐標(biāo)系到攝像機(jī)坐標(biāo)系之間的歐氏變換矩陣RCR和TCR即可確定: RCR=RCM 、標(biāo)定攝像機(jī)坐標(biāo)系與平面鏡坐標(biāo)系之間的歐氏變換關(guān)系。以車(chē)體坐標(biāo)系原點(diǎn)OR的鏡像點(diǎn)ORI為原點(diǎn),YRI與ZRI軸分別和YR與ZR軸關(guān)于平面鏡中心對(duì)稱(chēng),XRI與XR軸方向相反。在機(jī)器人前方放置有一面平面反射鏡靶標(biāo)M,使車(chē)體上特征點(diǎn)的鏡像點(diǎn)集Θ′能夠在攝像機(jī)中成像,在平面鏡靶標(biāo)M上有四個(gè)已知特征點(diǎn),它們是一個(gè)矩形的四個(gè)頂點(diǎn)。 推導(dǎo)了機(jī)器人的動(dòng)力學(xué)模型，并對(duì)計(jì)算力矩加PD反饋控制方法進(jìn)行了Lyapunov穩(wěn)定性分析；針對(duì)計(jì)算力矩的不確定性，利用線(xiàn)形神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法進(jìn)行補(bǔ)償，推導(dǎo)了自適應(yīng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)權(quán)值變化律，并對(duì)新的控制方法進(jìn)行了穩(wěn)定性分析，最后對(duì)兩種控制方法進(jìn)行了軌跡跟蹤控制仿真分析。 針對(duì)機(jī)器人關(guān)節(jié)角誤差補(bǔ)償，本文利用遺傳神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來(lái)獲得機(jī)器人的關(guān)節(jié)誤差，為克服遺傳算法易陷入局部最優(yōu)的缺點(diǎn)，引入具有動(dòng)態(tài)參數(shù)編碼特性的Solisamp。1)提出一種自動(dòng)化的、基于測(cè)量和運(yùn)動(dòng)學(xué)的機(jī)器人本體標(biāo)定方法。1）、研究機(jī)器人本體標(biāo)定方法，設(shè)計(jì)標(biāo)定工具，從而提高工業(yè)機(jī)器人絕度精度。在這些項(xiàng)目中，項(xiàng)目申請(qǐng)人掌握了大量有關(guān)工業(yè)機(jī)器人、機(jī)器人控制器、機(jī)器視覺(jué)以及圖像處理的理論知識(shí)并獲得了實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。在當(dāng)代工業(yè)技術(shù)革命中，工業(yè)生產(chǎn)日益趨向柔性自動(dòng)化方向發(fā)展，工業(yè)機(jī)器人技術(shù)已成為現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)革命中的一個(gè)重要組成部分。華中科技大學(xué)王敏等人采用視覺(jué)與超聲測(cè)量相結(jié)合的方法，將二維圖像信息與超聲波傳感器獲取的深度信息進(jìn)行融合推斷，對(duì)待裝配工件進(jìn)行自動(dòng)識(shí)別與空間定位，但采用梯度算子直接提取工件邊緣。盡管工業(yè)機(jī)器人得到很快的發(fā)展和應(yīng)用，但現(xiàn)在國(guó)內(nèi)應(yīng)用廣泛工業(yè)機(jī)器人，通常都是使用“光電眼”協(xié)助，通過(guò)識(shí)別某個(gè)芯片管腳、制動(dòng)器或其它部件是否就緒來(lái)判定是否存在并處于正確的方向。1975年，IBM公司的威爾（Weare）和格羅斯曼（Closman）研究了一個(gè)帶有觸覺(jué)和力覺(jué)傳感器計(jì)算機(jī)控制的機(jī)械手，用他完成了20個(gè)零件的打字機(jī)機(jī)械裝配工作。馬爾首先解決了研究視覺(jué)理論的策略問(wèn)題，他認(rèn)為視覺(jué)是一個(gè)復(fù)雜的信息處理問(wèn)題，要完整地理解視覺(jué)，必須從三個(gè)不同的層次上對(duì)它進(jìn)行解釋?zhuān)旱谝粋€(gè)層次是信息處理問(wèn)題的計(jì)算理論，在這個(gè)層次上所研究的是對(duì)什么信息進(jìn)行計(jì)算和為什么要進(jìn)行這些計(jì)算；第二個(gè)層次是算法，它所研究的是如何進(jìn)行所要求的計(jì)算，也就是要設(shè)計(jì)特定的算法；第三個(gè)層次是執(zhí)行，它研究完成某一特定算法的具體結(jié)構(gòu)。更常用的方法是在DH坐標(biāo)下，通過(guò)對(duì)機(jī)器人的44齊次變換矩陣求偏導(dǎo)，建立起誤差模型。由于機(jī)器人的誤差包括系統(tǒng)誤差與隨機(jī)誤差，因此也就相應(yīng)的產(chǎn)生了概率模型和常規(guī)模型兩類(lèi)建模方式。華中理工大學(xué)的研究人員開(kāi)發(fā)了一個(gè)基于微機(jī)的機(jī)器人離線(xiàn)編程系統(tǒng)，包括機(jī)器人語(yǔ)言處理模塊、運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)劃模塊、機(jī)器人及環(huán)境物的三維構(gòu)型模塊、運(yùn)動(dòng)仿真模塊、通信模塊和主控模塊，完成了對(duì)PUMA562機(jī)器人的仿真。以上介紹的離線(xiàn)編程系統(tǒng)或者軟件包基本上都屬于探索性的研究，即使是有部分應(yīng)用，范圍也是相當(dāng)窄。使用線(xiàn)框模式顯示單元物體，具有任意視點(diǎn)的透視投影和平行投影。隨著機(jī)器人技術(shù)和信息技術(shù)的結(jié)合，工業(yè)機(jī)器人機(jī)器人必將成為未來(lái)制造業(yè)的主導(dǎo)及服務(wù)業(yè)的補(bǔ)充。因此，將視覺(jué)伺服技術(shù)融合到離線(xiàn)編程技術(shù)是非常必要的。很明顯，視覺(jué)反饋的含義只是從視覺(jué)信息中提取反饋信號(hào)，而視覺(jué)伺服則是包括了從視覺(jué)信號(hào)處理，到機(jī)器人控制的全過(guò)程，所以視覺(jué)伺服比視覺(jué)反饋能更全面地反映機(jī)器人視覺(jué)和控制的有關(guān)研究?jī)?nèi)容。工業(yè)機(jī)器人智能化關(guān)鍵技術(shù)研究可行性研究報(bào)告目前，在全世界的制造業(yè)中，工業(yè)機(jī)器人已經(jīng)在生產(chǎn)中起到了舉足輕重的作用。直到1979年，hill和park提出了“視覺(jué)伺服”(visual servo)概念。因此，在集成了視覺(jué)伺服技術(shù)以后，操作者可以在較大的機(jī)器人運(yùn)動(dòng)空間內(nèi)運(yùn)用離線(xiàn)編程技術(shù)對(duì)工業(yè)機(jī)器人進(jìn)行編程，達(dá)到提高生產(chǎn)效率的目的，而當(dāng)機(jī)器人接近工件時(shí)，機(jī)器人控制器利用視覺(jué)伺服技術(shù)實(shí)時(shí)調(diào)整機(jī)器人運(yùn)動(dòng)軌跡以達(dá)到精確、靈活的目的。.隨著機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展，機(jī)器人的用途越來(lái)越廣，并開(kāi)始從傳統(tǒng)的工業(yè)領(lǐng)域向服務(wù)領(lǐng)域滲透。該軟件菜單驅(qū)動(dòng)，可以處理多個(gè)開(kāi)鏈機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)。ROPSIM即是丹麥科技大學(xué)的學(xué)者在sillicon工作站上開(kāi)發(fā)的一個(gè)含有動(dòng)力學(xué)內(nèi)容的機(jī)器人離線(xiàn)編程和仿真軟件，具有編程、仿真和動(dòng)畫(huà)等模塊，同時(shí)也可以進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析及仿真。盡管如此，國(guó)內(nèi)一些學(xué)者和研究機(jī)構(gòu)也在機(jī)器人仿真方面進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)性的研究。增加運(yùn)動(dòng)學(xué)模型的復(fù)雜度有助于提高機(jī)器人的絕對(duì)精度，但是也要付出降低機(jī)器人性能中其它特性的代價(jià)，因此建模時(shí)要綜合考慮各方面的因素。Jose Mauricio ，建立手部位姿誤差數(shù)學(xué)模型的微小位移合成法。視覺(jué)一直是一個(gè)很熱門(mén)的課題，到了20世紀(jì)70年代末，80年代初，Mrr的馬爾(D．Marr)教授創(chuàng)立了視覺(jué)計(jì)算理論，使視覺(jué)的研究前進(jìn)了一大步。70年代，機(jī)器人大量研究工作的重點(diǎn)是使用外部傳感器以改善機(jī)器人的各種操作，例如配有視覺(jué)、觸覺(jué)的機(jī)器人可以用于鑄件、泵體的識(shí)別和檢查，也可用于集成電路的裝配、焊接等。我國(guó)的對(duì)工業(yè)機(jī)器人的研究起步于80年代，從90年代初期起，在國(guó)家“863”計(jì)劃支持下，我國(guó)工業(yè)機(jī)器人又在實(shí)踐中邁進(jìn)一大步，具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的點(diǎn)焊、弧焊、裝配、噴漆、切割、搬運(yùn)、包裝碼垛等7種工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)品相繼問(wèn)世，還實(shí)施了100多項(xiàng)機(jī)器人應(yīng)用工程、建立了20余個(gè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)化基地。西安工程大學(xué)王曉華等采用單目基于SIFT算法零件識(shí)別和雙目三維定位對(duì)零件識(shí)別定位和抓取研究。目前全世界已擁有100多萬(wàn)臺(tái)工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用在各個(gè)生產(chǎn)領(lǐng)域。項(xiàng)目申請(qǐng)人還主持了2009年市科技局項(xiàng)目“駕駛員疲勞檢測(cè)系統(tǒng)研究”工作，并已經(jīng)順利結(jié)題。、考核指標(biāo)、主要研究?jī)?nèi)容、實(shí)施進(jìn)度安排。6．技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)、關(guān)鍵技術(shù)內(nèi)容。 本文首先結(jié)合某打磨機(jī)器人的實(shí)際幾何結(jié)構(gòu)，建立了該機(jī)器人的誤差模型，利用單點(diǎn)法來(lái)辨識(shí)幾何參數(shù)誤差值；提出了誤差分類(lèi)補(bǔ)償?shù)姆椒?，建立了機(jī)器人的理想和實(shí)際運(yùn)動(dòng)學(xué)模型，獲得了運(yùn)動(dòng)學(xué)正解和逆解。 為驗(yàn)證誤差模型和單點(diǎn)測(cè)量的誤差參數(shù)辯識(shí)方法的實(shí)際效果，在打磨機(jī)器人工作空間內(nèi)選取多個(gè)位姿進(jìn)行了實(shí)際標(biāo)定，用六維激光跟