面向喷涂件下挂的机器人 3D 视觉引导策略研究
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中图分类号:

TH39 TP242

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国家自然科学基金(51765056)、宁夏大学研究生创新项目(CXXM202243)资助


Study of 3D vision guidance strategy for robots with sprayed parts hanging down
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    摘要:

    因悬挂链运送喷涂工件难以严格定位,导致其下挂效率低下,提出一种基于 3D 视觉引导机器人进行喷涂件下挂的控 制策略。 通过实例分割网络 Mask-RCNN 进行训练推理,得到喷涂件实例 MASK,获取经像素对齐并实例分割后的彩色图和深 度图,利用相机内参重建喷涂件三维点云;离线生成喷涂件模板点云,在线生成喷涂件目标点云,经点云初始配准矫正喷涂件的 位姿后,进而通过 ICP 精配准算法实现喷涂件位姿估计;在机器人视觉系统手眼标定之后,进一步通过 5 次多项式插值设计机 器人关节平滑运动轨迹,控制引导机器人进行喷涂件下挂。 实验结果表明,喷涂件位姿估计角度平均误差不超过 10°,在 Z 移 动方向上误差值平均为 6. 83 mm,最小为 0. 02 mm,且在仿真环境和现场环境可引导机器人实现喷涂件自主下挂。

    Abstract:

    A control strategy based on 3D vision to guide the robot for spraying parts hanging is proposed because the hanging chain transporting spraying parts is difficult to be strictly positioned, which results in its low hanging efficiency. The MASK of the sprayed part is obtained by training and inference through the instance segmentation network Mask-RCNN, and the color and depth maps are obtained after pixel alignment and instance segmentation. After the hand-eye calibration of the robot vision system, the robot joints are further designed to move smoothly by means of five polynomial interpolation, and the robot is controlled and guided to hang the sprayed parts. The experimental results show that the average error of the position angle of the sprayed parts is not more than 10°, and the average error value is 6. 83 mm in the Z-movement direction, with a minimum of 0. 02 mm, and the robot can be guided to realize the autonomous hanging of the sprayed parts in the simulation environment and on-site environment.

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文

张 龙,赖惠鸽,杨玉坤,李少东,朱学军.面向喷涂件下挂的机器人 3D 视觉引导策略研究[J].仪器仪表学报,2023,44(6):35-42

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  • 在线发布日期: 2023-09-20
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