【摘 要】
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随着2D视觉到3D视觉技术的不断演变,3D视觉检测逐渐成为一个较为专业的行业,与此同时,3D视觉通过与各行各业的配合,延伸出了许多的应用场景。本文通过3D视觉与机器人相结合的思路,提出一种高精度墙面自主打磨机器人的应用场景,与传统手工墙面打磨相比,机器人打磨有着更高的精度和对人工更加环保,同时也能解放工人劳动力,降低公司生产成本。本文通过基于3D视觉和机器人为研究对象,在墙面凸起位置的定位和打磨、
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随着2D视觉到3D视觉技术的不断演变，3D视觉检测逐渐成为一个较为专业的行业，与此同时，3D视觉通过与各行各业的配合，延伸出了许多的应用场景。本文通过3D视觉与机器人相结合的思路，提出一种高精度墙面自主打磨机器人的应用场景，与传统手工墙面打磨相比，机器人打磨有着更高的精度和对人工更加环保，同时也能解放工人劳动力，降低公司生产成本。本文通过基于3D视觉和机器人为研究对象，在墙面凸起位置的定位和打磨、控制系统的设计以及机器人的运动路径的规划等方面进行了相关分析与研究，同时完成了整个墙面打磨系统的设计与实现。主要研究内容如下：
1）首先通过对3D线激光传感器原理的介绍后，完成了对墙面高度数据的获取，通过对墙面高度数据进行预处理，从而减少环境等噪声对墙面数据的影响，最终通过使用RANSAC平面拟合和区域分割的方法，定位到墙面凸起位置的像素坐标，为机器人下一步的墙面打磨做准备。
2）在墙面打磨系统中，设计控制系统对视觉模块和打磨模块进行控制。在控制系统中，以PLC为控制核心，实现了视觉模块中对3D线激光传感器的手动/自动控制、速度控制以及上下运动控制；同时在打磨模块中，通过对打磨工具进行设计，设计出一款符合墙面打磨精度要求的打磨头，最后在打磨模块中实现了对于打磨末端的开闭控制和打磨过程中墙面与打磨头之间压力大小的控制。
3）通过对机器人正逆运动学的分析，验证其运动轨迹的合理性，同时结合Eye-to-Hand手眼标定的方法，将3D线激光传感器的像素坐标与机器人基础坐标系二者之间建立相对应的关系，最终实现了1mm高精度墙面自主打磨机器人的应用场景，验证了墙面自主打磨的可行性。
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