工業機器人

所属分类:人工智能  
出版时间:2011-1   出版时间:蔣剛、龔迪琛、蔡勇、 等 西南交通大學出版社 (2011-01出版)   作者:蔣剛 等 著   页数:225  

内容概要

  隨著機械、電子、控制理論與技術的快速發展,機器人的發展曰新月異,其應用越來越多。在可以預見的不久的未來,機器人不但可以在礦山、深海等惡劣環境代替自然人進行工作,還可以進入人們的日常生活提供服務,甚至成為人們的朋友。  在工業機器人領域,機器人的定義已悄悄地發生了變化,不再局限于固定式的雙自由度機械手或三自由度機械手,而是更多地融入了機器視覺、機器听覺、機器觸覺、移動機器人的自主定位等新技術和新方法;也不再局限于一些理論層次上的分析,而更多的是以實際應用?主,在實際工作中扮演生產者的角色,在生活中發揮生活助手的作用。  根據工業機器人的發展趨勢,本書在編寫內容上略有偏重。對工業機器人的運動學、動力學、基本控制系統等傳統內容的介紹比較簡潔;對機器視覺、機器听覺和移動機器人的自主定位等新技術介紹較多,並以可重現的若干實例對相應技術和方法進行了驗證,相關程序代碼附在書中,重點關鍵代碼用注釋進行了標注,方便讀者閱讀和重現實例。  本書編寫分工如下︰西南科技大學蔣剛編寫第1、5章,第9章9.1節、9.2節,並負責全書的統稿工作;成都理工大學龔迪琛編寫第2?4章及第9章9.3節;西南科技大學蔡勇編寫第6、7章;成都理工大學劉念聰編寫第3章;成都理工大學張靜編寫第8章。由西華大學黎亞元教授擔任本書主審。  感謝西南科技大學李軍、張磊、陳曉東三位研究生在實驗仿真等環節所做的頗有開創性的工作。

书籍目录

第1章 概論1.1 初識工業機器人1.2 工業機器人的國內外發展狀況1.3 工業機器人的組成與分類1.4 工業機器人的主要技術參數1.5 工業機器人的關鍵技術第2章 工業機器人的運動學基礎2.1 齊次坐標變換基礎2.2 機械手位姿分析2.3 機械手速度分析2.4 小結第3章 工業機器人的動力學基礎3.1 牛頓-歐拉方程3.2 拉格朗日方程3.3 小結第4章 工業機器人的基本結構4.1 工業機器人的主體結構4.2 工業機器人的臂部結構4.3 工業機器人的腕部和手部結構4.4 移動式機器人4.5 小結第5章 工業機器人的定位技術5.1 工業機器人的定位精度控制5.2 工業機器人的定位方法5.3 定位傳感器技術5.4 運動規劃第6章 工業機器人的視覺系統6.1 人類視覺原理6.2 模仿人類視覺的機器視覺系統6.3 工業機器人視覺系統的組成6.4 圖像處理技術6.5 應用實例︰基于OpenCV的答題卡閱卷系統的運行第7章 工業機器人的听覺系統7.1 語音消噪7.2 機器語音的預處理7.3 機器語音的特征提取7.4 機器語音識別算法7.5 機器听覺定位7.6 工業機器人語音故障診斷實例第8章 工業機器人的控制系統8.1 工業機器人控制系統概述8.2 工業機器人控制系統的組成及分類8.3 工業機器人的控制方法和策略8.4 工業機器人的位置控制8.5 工業機器人的力控制8.6 工業機器人的速度控制8.7 工業機器人力一位置混合控制第9章 工業機器人的應用9.1 基于自主導航方式的輪式AGV的設計與實現9.2 機器人語音控制9.3 工業機器人虛擬設計與組裝參考文獻

章节摘录

版權頁︰插圖︰3.CMOS圖像傳感器CMOS圖像傳感器是由接收部分(二極管)和放大部分組成的一個單元,按照二維排列。由于放大器單元之間特性的分散性大,以至其噪聲比較大。不過隨著技術的進步,噪聲消除電路的性能得到了極大的改善,進而使CMOS圖像傳感器得到了迅速普及和應用。CMOS傳感器的特點是耗電低,並且利用一般的半導體制造技術就可以完成CMOS處理器的設計和加工,這都有利于圖像處理電路和圖像傳感器的單片化和低成本化。構建主動視覺攝像系統通常的做法是在CCD傳感器上添加類似視網膜的圖像傳感器。這種傳感器中心部分的清晰度很高,周邊部分的清晰度略低。人們通過對視野周邊的粗略觀測,掌握周圍的宏觀情況;再利用視野中心注視特定區域,對周圍狀況再進行詳細的觀察。如果主動視覺中采用的傳感器全部一樣,那就不是對中心部分進行處理,而是只對中心部分進行處理,這樣雖然速度比較快,但從光學系統的角度來看它有如通常的光學系統,存在若干不足之處。例如,光圈單一,無法得到鮮明的圖像等。有一種傳感器叫全方位視覺傳感器,它能模仿人類對周邊注視的功能。全方位視覺傳感器中,凸透鏡被設置在水平方向上,攝像機的視線相對于透鏡中心垂直。這種視覺系統用單一攝像機對開闊區域進行攝像,清晰度低,圖像會變形,但其優點在于能夠以一副圖像瀏覽整個場景。6.3 工業機器人視覺系統的組成通過前面章節的介紹,我們已經知道,計算機視覺的總目標是要把從攝像機等傳感器傳輸進來的圖像信息用計算機進行分析,求出周圍物體在三維空間內的形狀、大小、位置等理解性描述。可是對于這些研究,由于注意通用性、一般性,因而處理方式相當復雜,即使是大型計算機也要花相當長的計算時間,因而無論從經濟觀點還是從所花的時間來看,都不能原原本本地照搬到生產線上去。但是在具體的工業應用上,即使是機器人應該具備的視覺系統,也往往只要求專用性、實用性,如果我們把照明條件、背景,以及拍攝物體的角度適當地加以控制,就會使問題簡單化。這一章所要介紹的工業視覺系統,就是一種簡化了的計算機視覺系統,它著眼于二維圖像的處理,注重視覺原理的工程實現技術,並考慮到實際系統的應用效率。實際上,工業視覺系統的研制和應用過程就是計算機視覺賴以發展的實踐基礎。而一般所說的機器人視覺,大多數即指與機器人配合操作的工業視覺系統。(1)視覺系統的功能︰在生產線上的目視檢查和裝配自動化方面的視覺系統的種類較多,但其作用大致可分為三種︰ヾ分類,指對零件的識別,即按照預先知道的零件標準,將零件盒中或傳送帶上混雜在一起的零件進行區別分類。

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