۱۳۷۴۷پ
per
موقعیت‌یابی سکوی متحرک ربات موازی چهار درجه آزادی به روش بینایی ماشین
/الناز قنبری
: مهندسی مکانیک
، ۱۳۹۴
چاپی
کارشناسی ارشد
مکانیک-ساخت و تولید
۱۳۹۴/۰۶/۳۱
تبریز
مکانیزم‌صهای موازی بدلیل دقت، سفتی، تکرارپذیری، تحمل نسبت بار به وزن بالا، در صنعت محبوبیت یافته‌صاند .تضمین دقت حرکتی این نوع رباتها، نیازمند اندازه‌صگیری موقعیت و جهت‌صگیری سکوی متحرک ربات در فضای کاری آن، به کمک یک ابزار اندازه‌صگیری خارجی، جهت انجام پروسه کالیبراسیون سینماتیکی ربات می‌صباشد .از میان انواع ابزارها و روشهای متداول اندازه‌صگیری موقعیت و جهت‌صصگیری رباتها، استفاده از علم بینایی ماشین، دارای مزایا و اولویتهایی نظیر هزینه کم و کاربرد آسان می‌صباشد .از این رو در این تحقیق، برای اندازهگیری مذکور، یک سامانه اندازه‌صگیری بر پایه علم بینایی ماشین طراحی و مورد استفاده قرار گرفته است .ابزار آزمایشگاهی مورد استفاده در این پژوهش یک دوربین استریو می‌صباشد که به رایانه متصل بوده و تصویربرداری از طریق نرم‌صافزاری مربوط به دوربین انجام می‌صشود .هم‌صچنین پردازش اطلاعات، شامل استخراج ویژگی، تطابق استریو و دنبال کردن تصاویر در دو موقعیت مختلف هدف و در نهایت کسب ماتریس چرخش و بردار جابجایی بین دو موقعیت مختلف سکوی متحرک ربات در محیط نرم افزاری متلب پیاده‌صسازی شده است .پروسه کالیبراسیون دوربین به جهت کسب پارامترهای ذاتی و خارجی، در جعبه ابزار کالیبراسیون دوربین در محیط نرم‌صافزار متلب انجام شده است .از چند پاره‌صخط به عنوان ویژگی، برای شناسایی تصویر و استخراج اطلاعات موقعیت و جهت‌صگیری آن استفاده شده و به این منظور از یک هدف با نشانه مثلثی ادامه چکیده :استفاده شده است .سپس با جابجایی سکوی متحرک و موقعیت‌صدهی آن در فواصل مختلفی نسبت به دوربین)با فواصل و زوایای مختلف (تصویربرداری انجام شده و مراحل پردازش تصویر در سامانه طراحی شده، انجام شده است و ماتریس دوران و بردار جابجایی هر جفت موقعیت دلخواه نسبت به هم به دست آمده است .برای بررسی صحت و دقت روش اندازه‌صگیری استفاده شده در این پژوهش، از دو موقعیت کاملا مشخص سکوی متحرک که قبلا توسط گیجهای اندازه‌صگیری تنظیم شده‌صاند و در آنها موقعیت و جهت‌صگیری سکو مشخص است، به روش انتخاب شده در این پژوهش، عکس‌صبرداری شده و پس از پردازش اطلاعات، مقدار اختلاف روش اندازه‌صگیری حاضر بدست آمده است که نتیجه، ۷۴/۱ میلی‌صمتر)برای جابجایی (و ۳۲/۲ درجه)برای چرخش (را نشان می‌صدهد، و این خطا، برای روش بینایی ماشین، یک نتیجه نسبتا خوب می‌باشد
رفتار سنجی
سدهای خاکی
ابزار دقیق
المان محدود
نشست
Parallel mechanisms are popular in industry, because of their precision, stiffness, repeatability and high ratio of load capacity to robot mass. Measuring position and orientation of (parallel) robot end effector, in its workspace,with an external measuring device, in order to perform kinematic calibration, is a guaranty for moving precision of these robots. Through different types of devices and conventional methods in measuring position and orientation of robot(end effector), machine vision has advantages such as low cost and simplicity in utilizing. Therefor, in this research, for mentioned measurement, a vision-based measuring system, designed and used. The laboratory device of this research is a stereo camera that is connected to a computer and images are acquired through a software(that is pertained to the camera itself).Also, data processing, including feature extraction, stereo matching, stereo tracking of two different poses of the target and finally acquisition of rotation matrix and translation vector between two different poses of robot end effector is implemented in Matlab(software) environment. To obtain intrinsic and extrinsic parameters, camera calibration is carried out in Matlab camera calibration toolbox. For extracting position and orientation information, line segments are chosen as features that should be identified and extracted in images, and for this purpose a triangular shape is used as marker on the robot end effector. Robot end effector is translated and positioned in different distances(and angles) with respect to camera, and (in each position) images are acquired, then in designed(vision-based) system, image processing is done and rotation matrix and translation vector, for each pair of desired positions(of end effector), are obtained with respect to each other. For the purpose of investigating precision of the utilized .measurement method (in this research), two determined position of robot end effector that are preadjusted with the help of gauge blocks, are captured and processed with the chosen system in this research, the difference of measurement(with true value) is calculated. The error is 1.74 millimeter(for translation) and 2/32 degree(for rotation),That is rather a good result for machine vision
2
قنبری، الناز
محبوب خواه، مهران، استاد راهنما
کریمیان، قادر، استاد مشاور
فارسی۱۳۷۳۱
سیاه و سفید
نمایه‌سازی قبلی
