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1、图像处理技术在机器人视觉系统图像处理技术在机器人视觉系统 中的运用中的运用 目录目录 1机器人视觉系统的概念与应用 2基于图像处理的机器人视觉系统 3机器人视觉系统研究概况 1. 1. 机器人视觉系统是什么？机器人视觉系统是什么？ 一一. .机器人视觉系统的概念与应用机器人视觉系统的概念与应用 机器人视觉系统是：机器人通过其感知工作环境中信息 或者其感兴趣信息，并记录这些信息作为决策依据，对之进 行分析的系统。机器人视觉系统目前在机器人系统中的主要 应用有：提供描述场景的数据、控制所需的目标位置方位或 运动等数据，常见的视觉系统如视觉搜索定位系统，视觉跟 踪系统等。 机器人视觉系统的一般组成结
2、构机器人视觉系统的一般组成结构 一一. .机器人视觉系统的概念与应用机器人视觉系统的概念与应用 2. 2. 机器人视觉系统的应用机器人视觉系统的应用 一一. .机器人视觉系统的概念与应用机器人视觉系统的概念与应用 用视觉进行产品检验, 代替人的目检 辅助机器人完成分类、 搬运和装配任务 为移动机器人进行导 航 一一. .机器人视觉系统的概念与应用机器人视觉系统的概念与应用 3.超声波测距:原理简单且成本低,但是超声波传输速 度易受到天气的影响,致使得到的距离信息有很大差 异性。 一一. .机器人视觉系统的概念与应用机器人视觉系统的概念与应用 4.基于图像处理的视觉测距:通过图像处理算法及摄像
3、机模型,计算目标物体与机器人的距离信息。这种方法 具有噪声低、尺寸小、功耗小、质量轻、动态范围大 等优越特性。 3. 3. 基于图像处理的机器人视觉系统与基于图像处理的机器人视觉系统与 其他方法的比较其他方法的比较 一一. .机器人视觉系统的概念与应用机器人视觉系统的概念与应用 从上面我们不难看出，在机器人视觉系统的某些运 用中，基于图像处理的方法具有明显的优势。 1. 1. 机器人视觉系统构成与工作原理机器人视觉系统构成与工作原理 二二. .基于图像处理的机器人视觉系统基于图像处理的机器人视觉系统 机器人视觉系统从功能上主要包括数字图像的获取、图像 的预处理、特征提取和图像识别几部分。 2.
4、 2. 涉及到的图像处理关键技术涉及到的图像处理关键技术 二二. .基于图像处理的机器人视觉系统基于图像处理的机器人视觉系统 A. 图像分割 B. 图像识别 C. 运动目标检测与追踪 二二. .基于图像处理的机器人视觉系统基于图像处理的机器人视觉系统 A. 图像分割 1、基于阈值的分割算法 迭代式阈值法，双峰阈值法， 直方图阈值法，自适应阈值法 等 2、基于边缘的分割算法 常见的边缘检测算子有： Robert算子，Laplacian算子 ，Sobel算子，Canny算子等 。 3、基于区域的分割算法 该方法对噪声具有一定的抗干 扰能力，但是区域特性的选取 比较困难 二二. .基于图像处理的机器
5、人视觉系统基于图像处理的机器人视觉系统 B. 图像识别 1.基于目标几何模型(即CAD模 型)的方法 2.基于目标的实际外观效果 的方法:诸如直方图法,特征 空间法等 3.基于局部特征不变量的方法: 在描述图像局部区域和处理外来 噪音方面有着优良特性 二二. .基于图像处理的机器人视觉系统基于图像处理的机器人视觉系统 C.运动目标检测与追踪 一类是采用双目立体视觉技术，例如美国研究的机遇号与勇气号这两个 火星探测车,对障碍物的检测主要是基于立体视觉的方法； 二二. .基于图像处理的机器人视觉系统基于图像处理的机器人视觉系统 C.运动目标检测与追踪 另一类方法是采用单目视觉系统采集图像，再根据一
6、定算法进行运动目标检测，运动目标 检测算法有很多,主要包括了背景差分法、帧间差分法和光流法等。； 1.光流法2.背景差分法3.帧间差分法 1. 1. 机器人视觉系统的研究现状机器人视觉系统的研究现状 三三. .机器人视觉系统研究概况机器人视觉系统研究概况 A. A.国外现状与著名研究机构国外现状与著名研究机构 目前，美国、日本等国家在机器人视觉领域的研究处于领先地位。美国麻省理工学院 的Margritt实现了基于路标的移动机器人定位。日本学者S.Murakami等研究的弧焊机器人 焊缝跟踪控制系统，采用了视觉传感器并用神经网络进行图像处理以获得焊缝的形状数据 ，进行焊缝跟踪。Nagata和Ko
7、nishi将机器人视觉伺服技术和遗传算法相结合，实现对机 器人的控制。瑞士的Alain Codourey对微机器人的视觉进行了研究。澳大利亚Western大 学研制了Australias Telerobot机器人，它是一个具有视觉系统的六自由度工业机器人 ，通过不断更新的图像进行操作。 三三. .机器人视觉系统研究概况机器人视觉系统研究概况 A.A.国外现状与著名研究机构国外现状与著名研究机构 上图分别为麻省理工学院的猎豹机器人和日本安川电机公司开发的弧焊机器人，均采 用了先进的机器人视觉系统设计技术以及图像处理技术。 1. 1. 机器人视觉系统的研究现状机器人视觉系统的研究现状 三三. .机
8、器人视觉系统研究概况机器人视觉系统研究概况 B. B. 国国内内现状与著名研究机构现状与著名研究机构 国内很多高校在机器人视觉领域也进行了大量研究。华中科技大学彭刚 利用机器视觉和超声测距对运动的目标进行跟踪和抓取。北京航空航天大学 孟偲利用手眼视觉系统的测量与定位，判断是否可抓持目标物体。东南大学 席文明在焊接中引入了一种视觉引导的机器人。华中理工大学刘延林通过基 于机器视觉的方法获得毛坯的图像来识别毛坯。华中科技大学王敏利用超声 测量与机器视觉相结合的方法，对待装配工件进行识别和空间定位。 2. 2. 机器人视觉系统的发展趋势机器人视觉系统的发展趋势 三三. .机器人视觉系统研究概况机器人视觉系统研究概况 目前国内外机器人视觉视觉 系统统的发发展趋势趋势 主要表现现在以下几个方面 : (l)提高视觉视觉 系统统的速度和精度,趋趋向于用硬件模块块来完成一些基 本图图像处处理和计计算功能； (2)机器人视觉视觉 正从试验阶试验阶 段走向应应用； (3)视觉视觉 人系统应统应 用从工业业上的检测检测 、焊焊接走向更广泛的应应用。 谢谢！谢谢！
