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作品名称：机械探秘者—多功能算法与定位抓取结合的机器人
学校名称：山东交通学院（威海）
参赛队伍：透彻队
队伍编号：200433
参赛学生：王旭张家乐刘守国
指导老师：丛景妤
投票日期：2024年10月08日 00:00->2024年12月05日 15:00
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详细说明

开发背景：随着我国人口红利的逐渐消失、经济结构的转型升级以及劳动力短缺造成的制造成本的上升触发着国内制造业自动化市场的蓬勃发展,而机器人正是人机共存的未来工厂、“中国制造2025”战略的关键组成部分,同时也是“第三次产业革命”的着力点和重要增长点,因而研制高速度、精准化、稳定性强、低成本的工业机器人是中国制造业转型升级中首先要解决的问题。

结构说明：

1.在图像处理中，单目相机是无法估计像素的深度恢复三维模型坐标的，但是类似于人眼的双目相机，可以通过引入更多的约束求解出图像的三维模型坐标。双目相机同时从不同角度拍摄物体，物体表面上的像素点会被映射到投影平面。

2. 为了获取在图像识别特征配准后，所做标记点Z方向上的三维坐标信息，利用改进算法分别对方形、圆柱形物体进行立体匹配处理。对其视差图和三维点云。在物体上选取的5个特征点为分析对象，以小孔成像原理为基础，利用像素下坐标信息结合齐次坐标式，畸变矫正式计算出物体相对于主相机下的三维空间坐标Xl、Yl、Zl 。

3. 根据实际并联机器人识别分拣系统实验，防止工作过程中机械手臂、相机之间发生冲突，所以采用 Eye in Hand 的方式进行标定。将采样点得到的坐标信息通过此方法转换到机器人坐标系下。将获得的三维坐标信息通过上位机输送给并联机器人，在驱动器下完成物件的定位抓取。

4.针对传统机器人定位抓取中有关相机立体匹配方法的准确率低、匹配时间长问题，提出了一种机器人定位抓取的改进双目视觉算法。通过实验对比可以得出，对于弱纹理区域引入梯度信息到 SAD算法当中，对于不同像素，通过调整系数 K 更好地均分 SAD 代价、梯度代价；以自适应双边滤波替换人为设置参数，最终得到匹配代价；进而提高三维点云的重建效果，促使机器人完成准确地定位抓取，通过实验验证可以将误差率平均控制在 5% 以下。