基于智能傳感器的工件抓取系統研究

蘇波 鄭孟州

摘要：自動化生產線產品檢測時，為快速獲取產品的三維位姿參數，提出一種基于智能傳感器的單目視覺工件位姿獲取方法。通過HALCON軟件中3D表面匹配算法，對機器人和智能傳感器系統進行標定，運動平臺帶工件作平移運動，智能傳感器掃描測量，獲取工件的輪廓點云數據，利用軟件完成物體的三維點云信息處理和模型的三維重構，確定工件位姿。試驗結果表明，該方法可以快速測量，數據可用于機器人抓取。

關鍵詞：智能傳感器;三維重構;手眼標定;表面匹配

Research on the Workpiece Grabbing System Based on Intelligent Sensor

SU Bo，ZHENG Meng?zhou

（School of Electrical Engineering and Automation， Henan Polytechnic University， Jiaozuo 454000， China）

Abstract：In order to complete the task of product testing in the automated production line and quickly obtain the three?dimensional pose parameters of the product， a method of obtaining the pose of the monocular vision workpiece based on the smart sensor is proposed. Through the 3D surface matching algorithm in HALCON software， the system composed of robot and intelligent sensor is calibrated. The moving platform with workpiece for translational motion， intelligent sensor scanning and measurement gets the contour point cloud data of the workpiece， and completes the 3D point cloud information processing of the object by software.The three?dimensional reconstruction of the model to determine the pose of the workpiece is completed. The experimental results show that this method can achieve fast measurement and the data can be used for robot grasping.

Key Words：smart sensor; 3D reconstruction; hand?eye calibration; surface matching

0?引言

人工質檢精度檢測失誤率高、效率低，已不能適應自動化生產需要。機器視覺理論提出利用機器人代替人眼作測量和判斷，有效提高了生產效率，已被廣泛應用。在機器視覺近20年的發展過程中，受圖像攝取技術和數據處理技術限制，機器視覺系統普遍基于二維視覺技術[1]。但二維視覺不具有深度信息，因此研究機構圍繞三維目標數字化這一課題開展了大量研究工作。隨著三維圖像攝取技術和數據處理技術的飛速發展，3D視覺技術成為計算機視覺領域發展焦點[2]。在機器人3D視覺領域，存在普通相機使用不便和魯棒性差等問題，智能傳感器測量系統能有效解決上述問題，成為重要的非接觸測量方式之一。

基于相機的視覺系統，專家提出了許多標定方法，但智能傳感器和相機結構上的區別限制了這些方法的通用性。人們都知道標定精度會嚴重影響智能傳感器的測量精度[3]，為此進行了許多探究，但仍沒有通用的傳感器標定方法?！?br>