LabVIEW開發(fā)微控制器控制的并行機(jī)器人的實(shí)時(shí)視覺圖像處理

? ? ? ? 通過相機(jī)視覺，以對(duì)目標(biāo)物體的不同顏色進(jìn)行分類，并與平行機(jī)器人一起拾取和放置物體。通過使用MATLAB?Simulink模擬合適的機(jī)器人工作空間來研究使用相機(jī)的效率和機(jī)器人的準(zhǔn)確性。機(jī)械臂以使用運(yùn)動(dòng)學(xué)計(jì)算在實(shí)踐中使用。由Arduino微控制器自動(dòng)控制的并行機(jī)器人原型進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析，進(jìn)行機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)，以及使用相機(jī)和NI視覺LabVIEW來檢查和分析目標(biāo)對(duì)象不同顏色的視覺分析。?

? ? ? 相機(jī)視覺和機(jī)械臂一起設(shè)置，以檢查三個(gè)不同顏色的球形金屬標(biāo)本：藍(lán)色、黃色和紅色。平行機(jī)器人將與視覺系統(tǒng)一起拾取工件并將其移動(dòng)到各個(gè)位置。

目前，大多數(shù)工業(yè)工廠都在操作中使用機(jī)器人代替體力勞動(dòng)，目的是減少生產(chǎn)時(shí)間，提高生產(chǎn)率，準(zhǔn)確性，并替代超出人類限制的操作，但對(duì)于小型工廠，仍然有一些過程是手動(dòng)執(zhí)行的。人類勞動(dòng)是與機(jī)器人一起工作，例如，在將被檢查的工件發(fā)送給機(jī)器人進(jìn)行下一個(gè)過程之前，根據(jù)工件的性質(zhì)，尺寸，顏色和缺陷檢查和分離工件的過程。用人眼檢測(cè)工件的速度、準(zhǔn)確性和精度仍然有限，人眼的疲勞可能導(dǎo)致失真。基于這個(gè)問題，涉及了一種利用機(jī)器視覺系統(tǒng)檢測(cè)目標(biāo)物體顏色并控制機(jī)械機(jī)械臂拾取物體并將其放置在指定位置的技術(shù)。它使用NI?LabVIEW軟件，將控制信號(hào)發(fā)送至Arduino?Uno微控制器，該微控制器是具有3個(gè)控制單元的并行機(jī)械臂的主控制板。使用RC伺服電機(jī)，機(jī)器人手臂移動(dòng)到指定位置并拾取和放置目標(biāo)物體。數(shù)據(jù)采集可以通過計(jì)算機(jī)通過串行端口完成。LabVIEW軟件控制數(shù)據(jù)傳輸，并通過計(jì)算機(jī)顯示數(shù)據(jù)，以控制數(shù)字和模擬操作。借助LabVIEW軟件，設(shè)計(jì)、編程以及使用命令來通信和控制微控制器的功能非常簡(jiǎn)單方便。

開發(fā)了一種使用相機(jī)與機(jī)械臂一起工作來拾取和放置物體的技術(shù)。一個(gè)新的原型平行機(jī)器人的建造是為了獲得合適尺寸的機(jī)器人進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，因?yàn)槠叫袡C(jī)器人是工業(yè)工廠喜歡用于工作的機(jī)器人。這是一個(gè)小型機(jī)器人，機(jī)器人的手臂移動(dòng)迅速，通過設(shè)計(jì)平行機(jī)器人的機(jī)構(gòu)和工作空間分析與機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)理論。LabVIEW程序能夠通過對(duì)對(duì)象進(jìn)行顏色處理，來檢測(cè)物體的不同顏色，并向Arduino微控制器板發(fā)送可驗(yàn)證的控制信號(hào)，以控制機(jī)器人執(zhí)行器的運(yùn)動(dòng)位置。

并聯(lián)機(jī)器人、視覺系統(tǒng)電子裝置及微控制器。它代表了視覺系統(tǒng)、微控制器、傳感器和并聯(lián)機(jī)器人部件的主要組件。

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為了將LabVIEW中的顏色檢測(cè)為靜態(tài)圖像，使用視覺助手工具IMAQ?Color?Match?VI。色彩處理VI對(duì)彩色圖像執(zhí)行基本處理。使用這些VI計(jì)算彩色圖像的直方圖;對(duì)彩色圖像應(yīng)用查找;更改與彩色圖像關(guān)聯(lián)的亮度、對(duì)比度和伽瑪信息;和閾值彩色圖像查找圖像中多個(gè)區(qū)域的顏色內(nèi)容與輸入色譜定義的顏色內(nèi)容之間的匹配。色譜是從IMAQColor?Learn?VI輸出的。

LabVIEW視覺顏色處理增益檢測(cè)實(shí)驗(yàn)本步驟是通過規(guī)定機(jī)器視覺系統(tǒng)使用顏色處理技術(shù)檢查目標(biāo)對(duì)象的顏色閾值特性的條件，確定視覺系統(tǒng)目標(biāo)對(duì)象的色差檢測(cè)精度的實(shí)驗(yàn)。對(duì)于目標(biāo)物體尺寸直徑30毫米，3件具有不同顏色的物體，紅色，黃色和藍(lán)色。通過實(shí)驗(yàn)程序?qū)γ糠N顏色進(jìn)行10次實(shí)驗(yàn)。

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LabVIEW視覺前面板顯示藍(lán)色顏色匹配和增益檢測(cè)

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LabVIEW視覺前面板顯示黃色顏色匹配和增益檢測(cè)

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在設(shè)計(jì)原型機(jī)器人并使用機(jī)器視覺系統(tǒng)控制機(jī)器人操作的過程中，通過根據(jù)四個(gè)實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景的原型機(jī)器人的實(shí)際實(shí)驗(yàn)結(jié)果，使用微控制器參考開發(fā)接口程序的設(shè)計(jì)，由于各種潛在因素，結(jié)果在某些時(shí)候會(huì)與規(guī)格略有偏差。然而，實(shí)際結(jié)果與從運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真中獲得的目標(biāo)實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致。它使我們能夠了解和了解機(jī)器人在每種情況下和機(jī)器人關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)的所有維度以及設(shè)計(jì)視覺系統(tǒng)的參數(shù)條件中的工作方式。我們也可以使用這種方法來開發(fā)不同類型的機(jī)器人。這是為了證明機(jī)器人設(shè)計(jì)和選擇的局限性，或者開發(fā)現(xiàn)有的機(jī)器人以充分發(fā)揮其潛力。下一步是通過安裝視覺控制信號(hào)和機(jī)器人控制信號(hào)等附加設(shè)備，以及使用AI和IoT系統(tǒng)接收來自各種傳感器的信號(hào)來開發(fā)更高效的機(jī)器人。減少使用安裝空間有限的信號(hào)電纜。并增加了數(shù)據(jù)采集的便利性和速度，進(jìn)一步優(yōu)化了對(duì)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)的控制。

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這是LabVIEW的一個(gè)簡(jiǎn)單應(yīng)用，更多的開發(fā)案例，歡迎登錄北京瀚文網(wǎng)星官網(wǎng)，了解更多信息。有需要LabVIEW軟件開發(fā)，LabVIEW升級(jí)維護(hù)、LabVIEW密碼破解等，請(qǐng)與我們聯(lián)系。

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廠家有提供LabVIEW的例子。根據(jù)通訊協(xié)議的相關(guān)的說明，編寫了適合項(xiàng)目的程序。程序截圖如下所示。