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研究生: 林慧姍
Hui-Shan Lin
論文名稱: 影像處理應用於自動螺絲鎖附機定位控制之設計與實現
指導教授: 董必正
Pi-Cheng Tung
口試委員:
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工學院 - 機械工程學系
Department of Mechanical Engineering
論文出版年: 2016
畢業學年度: 104
語文別: 中文
論文頁數: 86
中文關鍵詞: 影像處理自動鎖附系統座標轉換
外文關鍵詞: image process, robot manipulator, Coordinate conversion
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  •   科技日新月異,電腦運算速度的提升,使得電腦不僅僅成為生活中重要的幫手,更是工廠生產線上不可或缺的主角,工業上的機械視覺應用廣泛,視覺檢測、影像追蹤、精密定位…等,皆可透過電腦來幫忙完成。而機械手臂也為工業中自動化最為便利的設備,它的活動範圍廣,可塑性高,能因應不同的環境,配合不同的設備方便且有效率的達到組裝搬運的功能。
      本研究主要以Visual Studio C++為基礎,建立一個影像偵測定位的影像視覺系統,搭配MITSUBISHI型號RV-2SD的六軸機械手臂來完成空間平面上的定位,系統主要包括兩個部分,第一部分為影像處理,以影像卡擷取影像後,透過灰階化、濾波、二值化、邊緣化和圓偵測找出所需要的目標位置,來進行定位,另一部分為座標轉換,將第一部分所求出的目標位置,透過求出的轉換矩陣換算出相對於機械手臂位置,並控制其機械手臂到達其目標位置。


      Automation of the factory is more and more popular since the microprocessor becomes faster in recent years. The robot has been used in the several manufacturing tasks such as welding, painting…ect. The machine vision is more and more accurate and quick, especially in graph identify and position. The combination of robot and machine vision would replace manpower and be popular in the feature.
      This thesis is based on Visual Studio C++, and introduces how to combine the robot system and image process system. We design a user interface that the robot and image process can be used and complete the several image processing algorithms.

    摘要 i Abstract ii 致謝 iii 目錄 iv 圖目錄 vii 表目錄 x 符號說明 xi 第一章 緒論 1 1-1 研究背景與動機 1 1-2 文獻回顧 2 1-3 研究方法與系統架構 3 1-4 內容大綱 5 第二章 機器人學 6 2-1 簡介 6 2-2 座標轉換-空間描述姿態 7 2-2-1 繞固定坐標系 13 2-2-2 繞活動坐標系旋轉 15 2-3 機械手臂運動學 16 第三章 影像處理 20 3-1 介紹 20 3-2 平滑化 21 3-2-1 中值濾波器 21 3-2-2 高斯濾波器 21 3-2-3 雙邊濾波器 22 3-3 二值化(門檻值) 24 3-4 邊緣化(canny) 27 3-5 霍夫轉換(Hough) 30 3-5-1 霍夫線轉換 31 3-5-2 霍夫圓轉換 34 第四章 實驗平台架構 36 4-1 簡介 36 4-2 軟體 36 4-2-1 簡介 36 4-2-2 系統架構 37 4-2-3 程式架構 37 4-3 硬體 40 4-3-1 機械手臂 40 4-3-2 CCD 42 4-3-3 影像擷取卡 42 4-3-4 Arduino UNO 44 4-3-5 L298N 45 4-3-6 自動鎖螺絲機套筒 46 4-3-7 CCD架加工 48 4-3-8 待鎖工件 49 第五章 實驗結果 50 5-1 實驗環境 50 5-2 實驗流程 51 5-2-1 影像處理 51 5-2-2 定位圓量測 57 5-3 實驗結果 63 第六章 結論與未來展望 66 6-1 結論 66 6-2 未來展望 67 參考文獻 68

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