21、移动机械臂视觉系统的开发

移动机械臂视觉系统的开发

1 引言

相机具有广泛的全景视野，可获取目标、障碍物信息及场景数据，能支持移动机器人自主导航。在面包生产企业中，面包在传送带上可能掉落地面，需人工拾取。而人工视觉系统可用于支持生产过程，本文开发的视觉系统旨在解决这一问题，辅助大中型面包企业进行生产层面的清洁任务，收集地面固体废弃物并放置到指定位置。

2 视觉系统概念设计

2.1 设计目标

1. 移动机械臂的实现要求 ：
   • 移动平台采用轮式移动方式。
   • 机械臂为铰接式，配备抓手。
   • 机械臂抓手的最大负载能力需与任务相匹配。
   • 机器人移动速度较低，为 3 - 5 m/s。
   • 平台尺寸为宽 500 mm、长 600 mm、高 782 mm，或根据工作空间而定。
   • 机械臂最小（缩回）和最大（完全伸展）伸展距离需与任务相适应。
2. 视觉与控制系统能力 ：能在移动机械臂上采集和处理图像，在轨迹规划中自主决策并实现自主移动。
3. 视觉系统工作环境 ：可在光照变化的环境中工作。

2.2 概念生成

基于客户需求确定的目标，定义了视觉和控制系统操作移动机械臂所需的功能树，系统能检测待收集的对象（汉堡面包），指示移动平台移动到对象附近，机械臂完成对象收集。整体概念是通过轻松修改程序模块，实现识别不