【正文】 無。因此，本項(xiàng)目實(shí)施無市場風(fēng)險(xiǎn)。2）項(xiàng)目產(chǎn)品技術(shù)性能好，成本低，質(zhì)量好，性價(jià)比優(yōu)。綜上所述，本項(xiàng)目基本無技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)。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。代表了國內(nèi)先進(jìn)的技術(shù)趨勢，具有技術(shù)競爭力。，含技術(shù)、市場的風(fēng)險(xiǎn)分析等。智能化工業(yè)機(jī)器人市場巨大，它將在弧焊、點(diǎn)焊、裝配、搬運(yùn)、切割、噴漆、噴涂、檢測、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。1）本項(xiàng)目計(jì)劃在2013年12月完成，預(yù)計(jì)技術(shù)達(dá)到國內(nèi)先進(jìn)水平，同時(shí)準(zhǔn)備進(jìn)行市場推廣；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)明專利2項(xiàng)?？偼顿Y預(yù)算20萬元人民幣，其中：研究生工作費(fèi)用：1萬元電子元件：耗材：專利申請(qǐng)費(fèi)：資料復(fù)印費(fèi)：論文版面費(fèi)：差旅費(fèi)：會(huì)議費(fèi)：管理費(fèi)：1萬元鑒定驗(yàn)收費(fèi)：1萬元合計(jì) 20萬元 資金籌措及來源渠道。另外，合作單位為本項(xiàng)目提供配套資金及開發(fā)人員，保證項(xiàng)目順利進(jìn)行。 其它必要的支撐和配套條件情況。沈陽工業(yè)大學(xué)為本項(xiàng)目提供了良好的研究環(huán)境和條件，該課題組擁有3個(gè)實(shí)驗(yàn)室（研究生實(shí)驗(yàn)室，軟件實(shí)驗(yàn)室，硬件實(shí)驗(yàn)室），建筑面積300余平方米。1）借鑒國內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域研究方法和成果，系統(tǒng)分析國外先進(jìn)的工業(yè)機(jī)器人組成、功能、作業(yè)環(huán)境和要求、以及存在的限制條件，明確課題的研究內(nèi)容，最終提出切實(shí)可行的方案和方法；2）利用前期機(jī)器人本體標(biāo)定成果，進(jìn)一步提高機(jī)器人絕對(duì)精度，為視覺伺服提供良好的硬件平臺(tái)；3）采用單眼多點(diǎn)或雙眼獲取視覺二維信息，對(duì)比實(shí)驗(yàn)結(jié)果，得到最佳方案； 4）圖像特征可采用公式推導(dǎo)法、標(biāo)定法、估計(jì)方法以及自學(xué)習(xí)等方法獲得，對(duì)比實(shí)驗(yàn)結(jié)果，得到最佳方案；5）系統(tǒng)整合，優(yōu)化，提供一套通用的工業(yè)機(jī)器人標(biāo)定及基于圖像的視覺伺服解決方案。具體工作步驟：第一步，根據(jù)機(jī)器人幾何參數(shù)及運(yùn)動(dòng)學(xué)原理構(gòu)造機(jī)器人靜態(tài)模型；第二步，根據(jù)實(shí)際測量與理論數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，利用雅克比矩陣及對(duì)比結(jié)構(gòu)構(gòu)建機(jī)器人誤差模型；第三步，設(shè)計(jì)標(biāo)定工具，根據(jù)機(jī)器人誤差模型研究標(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，采用單目及雙目兩種方法進(jìn)行二維圖像獲取，研究這兩種視覺獲取方式的攝像機(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)建離線編程及基于圖像視覺伺服的機(jī)器人編程體系，使整個(gè)系統(tǒng)趨于實(shí)用化。 本項(xiàng)目的研發(fā)計(jì)劃如圖1所示，包括兩條主線，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，即使通過視覺方式獲得準(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伺服技術(shù)的研究，主要是通過二維信息獲取準(zhǔn)確的三維信息。項(xiàng)目完成后預(yù)計(jì)申請(qǐng)2項(xiàng)發(fā)明專利，專利知識(shí)產(chǎn)權(quán)歸沈陽工業(yè)大學(xué)所有。該查新點(diǎn)已見文獻(xiàn)報(bào)道。檢索結(jié)果與查新點(diǎn)對(duì)比如下：查新點(diǎn)1所述“提出基于運(yùn)動(dòng)學(xué)的機(jī)器人自適應(yīng)標(biāo)定算法”,文獻(xiàn)1已見提及。文獻(xiàn)6報(bào)道了輸電線巡檢機(jī)器人控制與實(shí)驗(yàn)研究。文獻(xiàn)4公開了一種基于視覺的管口空間位置定位方法。文獻(xiàn)2基于PUMA560機(jī)器人,對(duì)視覺伺服進(jìn)行了詳細(xì)的研究，提及了一個(gè)自適應(yīng)控制器來彌補(bǔ)由于機(jī)器人參數(shù)不確定性造成的跟蹤誤差。文獻(xiàn)57為科技論文，文獻(xiàn)4為中國專利。西安理工大學(xué)碩士學(xué)位論文研究了基于圖像的視覺伺服控制方法。分析了實(shí)際的機(jī)器人視覺系統(tǒng)中目標(biāo)物體以及環(huán)境的圖像特征，提出基于圖像分割與角點(diǎn)檢測的物體識(shí)別方法，通過圖像分割將整幅圖像分割為一個(gè)個(gè)的單一物體區(qū)域，分別利用角點(diǎn)檢測，找出與模板角點(diǎn)信息相匹配的區(qū)域，然后利用基于模糊自適應(yīng)操作算子遺傳算法的圖像匹配方法尋求最優(yōu)匹配。首先介紹了攝像機(jī)模型及其成像原理，并對(duì)傳統(tǒng)攝像機(jī)標(biāo)定方法進(jìn)行了研究，在此基礎(chǔ)之上提出了一種新的基于徑向基函數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的攝像機(jī)標(biāo)定方法。作 者： 王魯單 學(xué)科專業(yè)： 機(jī)械電子工程 授予學(xué)位： 博士 學(xué)位授予單位： 中國科學(xué)院沈陽自動(dòng)化研究所 導(dǎo)師姓名： 趙明揚(yáng)房立金 學(xué)位年度： 2007 語 種： chi 分類號(hào)： TM755 關(guān)鍵詞： 巡檢機(jī)器人 離散事件系統(tǒng) 奇異攝動(dòng) 擴(kuò)展卡爾曼濾波 視覺伺服 特種作業(yè) 超高壓輸電線 7.智能機(jī)器人視覺伺服系統(tǒng)研究智能機(jī)器人視覺伺服控制是實(shí)時(shí)圖像處理、機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)、控制理論、計(jì)算機(jī)技術(shù)以及實(shí)時(shí)計(jì)算等領(lǐng)域的融合，是計(jì)算機(jī)視覺研究前沿的一個(gè)重要分支。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。針對(duì)非標(biāo)定狀況下圖像雅可比矩陣中的不確定參數(shù)，應(yīng)用Iamp。提出在機(jī)械手運(yùn)動(dòng)過程中采用EKF(擴(kuò)展卡爾曼濾波)來實(shí)現(xiàn)對(duì)輸電線的立體定位。為實(shí)現(xiàn)巡檢機(jī)器人自主越障，采用視覺伺服控制機(jī)械手臂自動(dòng)抓線?！　?第四，進(jìn)行了輸電線視覺定位和視覺伺服抓線問題的研究。針對(duì)兩行走輪之間彈性關(guān)節(jié)導(dǎo)致的控制中的振蕩問題，采用奇異攝動(dòng)理論將系統(tǒng)分為快慢兩個(gè)子系統(tǒng)；針對(duì)巡檢機(jī)器人系統(tǒng)參數(shù)的時(shí)變性采用PD自適應(yīng)算法設(shè)計(jì)了慢系統(tǒng)控制器；應(yīng)用最優(yōu)控制理論設(shè)計(jì)了快系統(tǒng)控制器?！　?第三，進(jìn)行了巡檢機(jī)器人雙輪驅(qū)動(dòng)控制研究。針對(duì)巡檢機(jī)器人工作環(huán)境設(shè)計(jì)了以機(jī)器人為中心的人機(jī)交互方式。分析了輸電線路周圍的電磁環(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)。在控制系統(tǒng)中詳細(xì)闡述了基于分層遞階的機(jī)器人控制系統(tǒng)硬件組成?！　?第一，介紹了巡檢機(jī)器人的作業(yè)環(huán)境，重點(diǎn)探討了機(jī)器人機(jī)械系統(tǒng)和控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。本文的研究內(nèi)容是圍繞國家“863”計(jì)劃支持項(xiàng)目“500KV超高壓輸電線巡檢機(jī)器人的研究”展開的。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。3)根據(jù)管口中心的像點(diǎn)及參數(shù)K、R、T,計(jì)算深度信息,進(jìn)一步確定出管口空間實(shí)際位置。 T CR [ 8 ] ]] 公開號(hào) 101096101 公開日 20080102 專利代理機(jī)構(gòu) 中國航空專利中心 代理人 梁瑞林 4.一種基于視覺的管口空間位置定位方法 有權(quán)申請(qǐng)?zhí)枺?申請(qǐng)日：20080917摘要：本發(fā)明提出一種基于視覺的管口空間位置定位方法,主要步驟包括:1)機(jī)器人手眼關(guān)系標(biāo)定,多個(gè)坐標(biāo)系的標(biāo)定與轉(zhuǎn)換,確定2D像素坐標(biāo)與三維空間場景間的幾何映射關(guān)系。TMR+TCM [7] 而攝像機(jī)坐標(biāo)系到機(jī)器人坐標(biāo)系的歐氏變換矩陣RRC和TRC為: R RC = R CR 1 , ]] T RC = R CR 1 amp。 ～,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=RCMROMR,TMR=RMOM 在平面鏡兩側(cè),ORIXRIYRIZRI和OMXMYMZM之間的關(guān)系與ORXRYRZR和OOMXOMYOMZOM的關(guān)系關(guān)于平面鏡中心對(duì)稱,因此可由(RMRI,TMRI)得到(ROMR,TOMR): 設(shè) R MRI = R 11 R 12 R 13 R 21 R 22 R 23 R 31 R 32 R 33 , ]] T MRI = T X T Y T Z , ]]由鏡面反射成像關(guān)系得出: R OMR = R 11 R 12 R 13 R 21 R 22 R 23 R 31 R 32 R 33 , ]] T OMR = T X T Y T Z [ 4 ] ]] OOMXOMYOMZOM繞YOM軸逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)180176。 以平面鏡中的反射鏡像點(diǎn)集Θ′為標(biāo)定點(diǎn),使用攝像機(jī)標(biāo)定方法,確定OCXCYCZC與ORIXRIYRIZRI間的RCRI和TCRI,使得: XC=RCRIXRI+TCRI [2] 、標(biāo)定平面鏡坐標(biāo)系與鏡像坐標(biāo)系之間的歐氏變換關(guān)系。 、標(biāo)定攝像機(jī)坐標(biāo)系與平面鏡