基于人工免疫圖像識別的機械臂抓取研究.pdf

1、在現(xiàn)代社會生產(chǎn)、生活的自動化及智能化進程中，機器人充當著重要的角色，在各個社會領(lǐng)域中都得到了廣泛的應(yīng)用及研究。機器視覺作為一種仿生數(shù)據(jù)獲取手段，以其所獲得數(shù)據(jù)的全面性與直觀性，為機器人的智能化提供了信息基礎(chǔ)。因而，對機器視覺的研究成為了機器人智能化研究的重要分支。
　　本文以機械臂在自動化物流分揀系統(tǒng)的應(yīng)用為研究背景，基于西安科技大學(xué)機器人實驗室的MOTOMAN機械臂平臺對機器人視覺系統(tǒng)的圖像分割進行研究，針對Otsu（最大類間方

2、差）分割方法在嵌入式機器視覺中應(yīng)用的局限性，通過對多種圖像分割方法及彩色模型空間的分析研究，提出了一種在HSV彩色空間中基于人工免疫的H-S二維自適應(yīng)閾值分割方法，以此來提高物流分揀機械臂視覺系統(tǒng)的圖像分割效率。本文主要研究內(nèi)容如下：
　　首先以自動化物流分揀系統(tǒng)為研究對象，建立了基于機器視覺的物流分揀系統(tǒng)模型結(jié)構(gòu)。根據(jù)自動化物流分揀系統(tǒng)的功能要求，對系統(tǒng)的各部分子系統(tǒng)進行設(shè)計。在此基礎(chǔ)上，對MOTOMAN機械臂平臺進行系統(tǒng)地研究

3、，對機械臂的特性參數(shù)、運動參數(shù)和二次開發(fā)的原理及方法進行分析，給出了在Visual C++開發(fā)環(huán)境下通過調(diào)用Motocom32動態(tài)鏈接庫進行自動化物流分揀系統(tǒng)控制程序開發(fā)的思路。
　　其次針對嵌入式機械臂視覺系統(tǒng)展開研究，在嵌入式系統(tǒng)作為機械臂視覺處理器的應(yīng)用背景下，提出了一種基于人工免疫的H-S二維自適應(yīng)閾值分割方法。通過分析研究視覺圖像分割方法及彩色圖像空間模型特性，根據(jù)嵌入式視覺系統(tǒng)的資源特點確立了基于HSV模型的H-S二維

4、閾值分割改進方案；在Otsu（最大類間方差）自適應(yīng)閾值分割的基礎(chǔ)上，給出了采用人工免疫算法進行自適應(yīng)閾值優(yōu)化的模型，并基于機械臂視覺圖像的H-S二維直方圖，提出了基于人工免疫的H-S二維自適應(yīng)閾值分割方法。
　　最后對本文提出的圖像分割方法進行仿真驗證，并建立自動化物流分揀系統(tǒng)平臺。通過Matlab仿真，對基于人工免疫的H-S二維自適應(yīng)閾值分割方法的分割效果進行測試和評價；通過在MOTOMAN機械臂平臺上進行二次開發(fā)，搭建基于視覺