工业机器人应用基础 课件 第5章 工业机器人的感知系统

第五章工业机器人的感知系统01020304工业机器人的感知技术概述工业机器人的传感器特性工业机器人的内部传感器工业机器人的外部传感器05工业机器人视觉技术》1.工业机器人的感知技术概述在工业机器人中,传感器既用于内部反馈控制,也用于与外部环境的交互。动物和人都具有类似的但功能各异的传感器。2.工业机器人的传感器特性在选择合适的传感器以适应特定需要时,必须考虑传感器多方面的不同特性。这些特性决定了传感器的性能、是否经济、应用是否简便及适用范围等。成本,尺寸,重量,输入输出类型,接口,分辨率,灵敏度,线性度,量程,响应时间,频率响应,可靠性,精度,重复精度3.工业机器人的内部传感器为了获得高性能的工业机器人系统,传感器的使用至关重要。大体可以将传感器分为测量机械手内部状态的内部传感器和为机器人提供周围环境信息的外部传感器。位置传感器位置传感器的作用,是提供与机械设备相对给定参考位置的线位移或角位移的成比例的电信号。它们主要用于机器工具控制，其应用范围广泛。电位计、线性差动变换器(LVDT)以及感应同步器可以用来测量线性位移。电位计、编码器、旋转变压器以及同步器可以用来测量角位移。速度传感器速度可以从位置传感器通过微分获得,一般情况下,人们还是会优先选择使用合适的传感器直接进行速度测量。速度传感器应用场合很多，有时也被称为转速计。最常用的转速计是基于电动机的原理设计出来的。转速计有直流转速计和交流转速计两种基本类型。4.工业机器人的外部传感器力传感器张力计的示意性表示张力计由一个低温度系数的金属丝组成,它被放置到一个绝缘支撑之上(右图)。在压力的作用下，这个绝缘支撑被粘合到张力作用的元件上。金属丝的尺寸发生变化，从而导致阻抗的变化。距离传感器声纳测距原理时间测量激光传感器工作原理图5.工业机器人视觉技术概论机器视觉的定义

机器视觉（MachineVision）是通过光学的装置和非接触的传感器自动地接受和处理一个真实物体的图像，通过分析图像获得所需信息或用于控制机器运动的装置。随着信息技术及现场总线技术的发展，机器视觉伴已成为现代加工制造业不可或缺的工具，广泛应用于食品和料。化妆品制药、建材和化工、金属加工。电子制造包装、汽车制造等行业。机器视觉的引入，代替传统的人工检测方法，极大地提高了产品质量和生产效率。2)机器视觉系统的构成

典型的机器视觉系统一般包括如下部分:光源，镜头，相机，图像处理单元（或图像捕获卡），图像处理软件，监视器，通信/输入输出单元等。光源机器视觉系统的核心是图像采集和处理。所有信息均来源于图像之中，图像本身的质量对整个视觉系统极为关键。而光源则是影响机器视觉系统图像质量的重要因素，照明对输入数据的影响至少占到30％。镜头在机器视觉系统中，镜头的主要作用是将成像目标聚焦在图像传感器的光敏面上。镜头对成像质量有着关键性的作用，它对成像质量的几个最主要指标都有影响，包括分辨率、对比度、景深及各种像差。相机

相机作为机器视觉系统的核心部件，根据功能和应用领域可分为工业相机，可变焦工业相机和OEM（OriginalEquipment/EntrustedManufacture）工业相机。图像采集卡图像采集卡（ImageGrabber）又称为图像卡，它将摄像机的图像视频信号，以帧为单位，送到计算机的内存和VGA帧存，供计算机处理、存储、显示和传输等使用。在机器视觉系统中，图像卡采集到的图像，供处理器做出工件是否合格、运动物体的运动偏差量、缺陷所在的位置等处理。图像数据传输方式模拟传输方式是相机得到图像的数字信号，再通过模拟方式传输给采集卡，而采集卡再经过AD转换得到离散的数字图