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我国的钢厂在搬运钢卷时,一般是由操作工人借助车间的吊车来完成。而钢卷的抓取,则是由吊车上安装的机械手臂来完成。机械手抓取物品是一个复杂的过程,在抓取钢卷的过程中,最关键的就是控制机械手精确的定位到目标物位置,完成抓取动作。目前世界上已投入使用的钢卷抓取系统,在工作方式上,一般都需要一个经验丰富的操作员,对机械手进行远程手动控制,达到机械手精确定位的目的。这种工作方式,一方面对操作员的要求非常高,否则很难达到很高的精度,所以时常因为操作员的定位不准而使机械手与钢卷发生碰撞而造成损伤。另一方面,吊车启停与搬运路线的人工控制,有时会带有一定的随意与盲目性,使吊车运行的效率不高,导致了电能的浪费,增加了搬运成本;若能通过传感器技术实现机械手的自动精确定位,而不需要去手动控制机械手的各个关节,将会在很大程度上提高生产效益。本文提出了一种适用于钢材制造工业中实现钢卷的自动搬运机器人的设计方案。本课题研究的重点,就是机械手的视觉图像处理算法、运动控制软件设计与开发的相应问题。系统主要分为两个部分:图像的处理和运动的控制。在图像处理方面,本文以模拟钢卷图像为例,主要包括直方图均衡化和中值滤波。接着,提取钢卷的边缘特征,经过对各种经典边缘检测算子的分析比较表明:坎尼算子以其定位的准确性、响应的单一性而获得较好的边缘检测效果。针对数字图像的特征,利用获得的图像边缘特征坐标值,描述目标物体的空间位置信息;在运动控制方面,文章讨论了视觉跟踪方面,几种常用的跟踪理论,采用了基于分割的跟踪方法。并且根据系统的设计方案,建立了机械手的动力学简化模型,采用简单的直线插补算法,对机械手的运动路径进行规划。在控制系统的软件实现上,本文以VisuaI C++6.0为开发平台,使用模块化编程方法,使得代码具有很好的可读性和可修改性。并且给出了一些算法的实现原理和代码,介绍了将理论算法转化成实际程序的思想,为以后对该系统进一步的完善提供了强有力的保证。