基于视觉机器人的直插元件的自动装配技术研究

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1、Ｖｊｊｇ管ｓ：．Ｉｗ；；：；朵各种成＊違ＵＮＣＴＲＯＮＣＳＣＩＥＮＣＨＩＮＡＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＥＬＩＥＡＮＤＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＯＦＣ巨硕±学位论文ＭＡＳＴＥＲＴＨＥＳＩＳ山一…山换必ｔｓ一；＿ｉ．＊？－：＾论文题巨基子视觉机器人的直插元件的自动装配技术妍究学科专业化学工程学号２０１３２１０５０２２７作者姓名邹修功指导教师杨亚培教授一独剑性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。

2、据我所知，除了文中特别加Ｗ标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料一。与我同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。作者签名：４４告味曰期：备年ｒ月列曰戸论文使用授权本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部口或机构送交论文的复巧件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可Ｗ将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进斤检索，可Ｗ采用影印、

3、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密）的学位论文在解密后应遵守此规定作者签名：你成导师签名：巫■棲辦曰：期年月种曰抑若ｒ分类号密级注1UDC学位论文基于视觉机器人的直插元件的自动装配技术研究（题名和副题名）邹修功（作者姓名）指导教师杨亚培教授电子科技大学成都（姓名、职称、单位名称）申请学位级别硕士学科专业光学工程提交论文日期2016.4.18论文答辩日期2016.5.25学位授予单位和日期电子科技大学2016年6月答辩委员会主席评阅人注1：注明《国际十进分类法UDC》的类号THERESEARCHOFDIPAUTOMATI

4、CASSEMBLYTECHNOLOGYBASEDONVISUALROBOTAMasterThesisSubmittedtoUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaMajor:OpticalEngineeringAuthor:ZouXiugongSupervisor:Prof.YapeiYangSchool:SchoolofOptoelectronicInformation摘要摘要随着机器人技术的发展，机器人不断地被用来替代传统工业生产中的人工作业。特别是机器视觉技术的发展，使得机器人能够探测外部

5、目标对象，通过检测目标对象的关键位置信息可以实现对机器人运动轨迹的规划。本文主要结合机器视觉中的相机标定技术、图像预处理和图像检测技术研究视觉机器人在直插元件装配中的应用，本文内容主要分为三个部分。1)视觉机器人中的相机标定技术研究，本文对直插元件装配组件具体成像过程中的坐标转换进行分析，并详细分析了几种主要的相机标定技术的原理。重点分析了张正友相机标定技术的实现过程，最后采用张正友相机标定技术求解出相机的内外参数，在此基础上采用畸变补偿的改进方法优化求解过程，最终得到的格点定位像素平均误差减小了80%，得到更加精确的相机内外参数。2)直插元件装配系统

6、中的图像处理技术研究，由于在工业生产环境中采集到的装配组件图像中含有各种噪声信息，本文采用中值滤波和高斯滤波相混合的滤波方式对图像进行滤波，得到信噪比更高的滤波结果图。本文采用最大类间方差法的图像增强技术将装配组件图像从背景图像中切割出来，通过边缘提取实验，最终采用Canny边缘算法检测出装配组件的边缘信息。3)对直插元件装配组件的定位，本文主要研究双插脚的接插件和多圆孔的PCB接插板的自动装配，因此需要对装配组件进行图像检测和特征点定位。对接插件主要进行角点提取，本文分析了常用的角点检测算法并进行实验处理，得到的角点信息较为复杂，不利于接插件插脚的定

7、位。本文提出采用凹凸点检测算法来有效提取接插件的插脚凹点信息，所用时间为常用角点检测算法的1.8%，可以有效地定位接插件的插脚位置。对于多圆孔的PCB接插板，本文提出采用压缩参数空间的改进随机Hough变换方法快速而有效地检测出PCB接插板上的圆孔信息，所用时间为采用随机Hough圆检测方法所用时间的5%。基于图像检测技术对接插件和PCB接插板进行特征点定位，通过相机标定技术将图像位置信息转换为机器人坐标系中位置信息，其定位误差为0.02mm，具有较高的定位精度。装配组件的定位结果可以作为机器人运动规划的参数，进而实现机器人对装配组件的自动抓取和装配操

8、作。在直插元件的装配生产中，使用基于机器视觉技术的机器人来实现自动装配可以极大地提高生产效率。