本发明公开了一种基于像素空间优化的相机与机器人相对位姿标定方法。本发明采用机器人末端携带标定板在固定相机视野内运动，利用标定板的空间运动约束信息，标定得到最优的相机与机器人基座的相对位姿关系。首先通过利用旋转矩阵的线性不变性求解齐次变换矩阵，得到的初步的标定结果；然后将初步标定结果作为优化初值，在像素空间进行优化，使得重投影误差最小。本发明采用了迭代优化算法，无需精密的外部测量设备，利用图像像素空间的模型约束，结合有效的优化初值获取方法，得到了相对高精度的标定结果，可满足工业应用中视觉伺服机器人完成定位和抓取工作的需求。

一、产品概述       本设备以工业机器人与机器视觉为核心，将机械、气动、运动控制、变频调速、编码器技术、PLC控制技术有机地进行整合，结构模块化，便于组合，实现对高速传输线上的不同物料进行快速的检测、组装。为了方便实训教学，系统进行了专门的设计，可以完成各类机器人单项训练和综合性项目训练，可完成各类机器人单项训练和综合性项目训练。可以进行六轴机器人示教、定位、抓取、装配等训练，        包含六自由度工业机器人、智能视觉检测系统、PLC控制系统及一套供料、输送、装配、仓储机构，可以实现对高速传输的工件进行分拣、检测、搬运、装配、存储等操作。该平台各组件均安装在型材桌面上，机械结构、电气控制回路、执行机构相对独立，采用工业标准件设计。通过此平台可以进行机械组装、电气线路设计与接线、PLC编程与调试、智能视觉流程编辑、工业机器人编程与调试应用等多方面训练，适合职业院校、技工学校自动化类相关专业《工业机器人与控制技术》、《自动化技术》等课程的实训教学，适合自动化技术人员进行工程训练及技能比赛。二、技术性能1、输入电源：单相三线～220V±10% 50Hz2、工作环境：温度-10℃～+40℃  相对湿度≤85%（25℃）  海拔＜4000m3、装置容量：＜1.5kVA4、实训平台尺寸：2200mm×1200mm×1500mm5、安全保护：具有漏电保护，安全符合国家标准三、设备结构与组成      该实训平台由ABB IRB120-3型六自由度工业机器人系统、海康智能视觉检测系统、可编程控制器（PLC）系统、四工位供料单元、环形输送单元、工件存储盒供料单元、工件组装单元、仓库单元、废品回收桶、各类工件、型材实训桌、型材电脑桌等组成。 1、工业机器人本体： ABB IBR120/3六自由度工业机器人本体；最大负载≥3 kg； 最大臂展半径≥580mm； 轴数：≥6轴；位置重复精度：≦0.01mm； 防护等级： ≥IP30； 轴运动范围： （1）1轴：≥±165°  （2）2轴：≥±110° （3）3轴：≥+70°至 -110° （4）4轴：≥±160° （5）5轴：≥±120° （6）6轴：≥±400° 机器人本体重量：≤25kg； 最大噪音：≤70dB(A)。 2、工业机器人控制器： （1）紧凑型工业机器人控制柜，与配套的工业机器人本体配套； （2）控制硬件：多处理器系统大容量闪存、 UPS 备份电源（≥20S）； （3）控制软件：软件出厂预装； （4）额定功率：≥3KVA(变压器容量)； （5）电源输入：200V/230V 50-60Hz （6）尺寸：710*449*442mm （7）重量：30kg （8）防护等级：IP20 3.FlexPendant示教器 （1）重量：1kg （2）支持：彩色触摸屏、操纵杆，紧急停、支持惯用左/右手切换，支持U盘、热插拔、恢复程序，支持USB储存器，带时间标记登录，支持远程服务。 4、海康智能视觉检测系统   主要是配合工业机器人做智能检测工件角度缺陷及自动对位等以及工业机器人视觉学习开发使用；工业相机，要求如下：像素：≥130W像素； 分辨率：≥1280×960； 像素尺寸：≥3.75μm× 3.75μm； 光谱：彩色； 支持自定义AOI，降低分辨率、f≥16mm F1.4：12毫米工业镜头，百万像素相机； 配套同轴光源，光源大小≥80mm×80mm；准环形光源，直径≥70mm，照射角度≥90度，带模拟控制器；配套同轴光源及光源控制器：发光窗口≥50mm*50mm含调光控制电源；机器视觉兼视觉开发环境。5、西门子可编程控制器单元     配备西门子S7-1200可编程控制器，自带以太网通讯模块、数字量扩展模块控制机器人、电机、气缸等执行机构动作，处理各单元检测信号，管理工作流程、数据传输等任务。   6、四工位供料单元     由移动井式料库、推料气缸、无杆气缸和光电传感器组成，安装在型材实训桌上，用于将工件库中的工件依次推出到环形输送线。提供不同颜色的标准工件，杂色叠加等不合格工件。多工位的供料设计，使得供料方式多样化，可以进行单一的上料，也可以进行不同颜色的组合上料，以及对上料速 度进行控制，实现上料形式的多样化。7、环形柔性输送单元      包含一套交流调速系统，由三菱D720变频器、三相交流电机、环形板链（传送带）、光纤传感器等组成，安装在型材实训桌上，用于传输工件。8、工件存储盒供料单元      包含一套步进电机推杆、DM556步进驱动、料盒存储槽等组成，安装在型材实训桌上，当一个工件存储盒被取走会自动退出下一个工件存储盒，用于工件存储盒自动供料。9、工件组装单元      由工件存储盒托盘及型材立柱组成，安装在型材实训桌上，用于装配工件。工件盒内设有4个工件槽用于放置工件，机器人可以根据不同配方按照上位机设定颜色进行放置工件。10、仓库单元      由工件存储盒托盘及型材立柱组成，安装在型材实训桌上，机器人用于放置装配完的组件进行堆垛，也可以通过机器人对装配完成的组件进行拆垛。11、废品回收桶      安装在型材实训桌左后侧，用于机器人自动放置被检测出来的无用工件或不合格品。 四、实训项目1. 机器视觉系统的原理、使用和调试2. 六轴工业机器人系统的原理、使用和调试3. 六轴工业机器人坐标系统和机器视觉坐标系统标定及相互转换4. 工业机器人与机器视觉系统综合应用的安装与调试5. 机器视觉系统模板设置、编程与调试6. 通过示教单元手动调试工业机器人7. 通过示教单元设置、修改各控制点坐标8. 通过示教单元编写、修改工业机器人程序9. 机器人追踪坐标整定10. 工业机器人系统的软件二次开发编程  11.智能视觉图像输入编辑与调试12.智能视觉结果给出编辑与调试13.智能视觉颜色比对测量14.智能视觉编号比对测量15.智能视觉尺寸比对测量16.智能视觉角度测量17.智能视觉系统与工业机器人综合应用18.PLC程序编程与调试19.智能视觉系统与工业机器人综合应用

Turtle Bot 4 是一款低成本、完全可扩展、支持ROS 的移动机器人，旨在为机器人研究人员、开发人员和教育工作者提供研究参考平台。TurtleBot 4 有两种型号--TurtleBot 4 标准版和TurtleBot 4 Lite。 两者均基于 iRoboto Create3 教育机器人构建，TurtleBot 4 提供一个 OLED屏幕、 OAK-pro相机以及带有可访问用户电源和USB端口的安装板。

项目概况    该项技术为焊接材料（包括焊条、焊丝、焊剂）制造企业提供生产关键技术、原辅材料定点采购，并配合设备生产线的选型、设计制造，为焊材生产提供技术服务，也可根据工程使用要求研制特种焊材。 本项目处于国内先进水平，拥有核心技术。 主要特点 普通传统焊条产品，以国内品牌制造厂商的产品焊接工艺性能为比照对象，重点对碳钢、低合金钢、不锈钢、铸铁、铜合金焊接用焊条，通过药皮配方优化设计，控制其熔滴过渡类型，在具有优异的力学性能基础上，使其具备最佳工艺性能，产品具有高的性价比，能显著增强产品的市场竞争力。烧结焊剂在消化瑞士奥林康公司产品基础上，立足国内原辅材料开发出氟碱型、硅钙型、铝钛型等各种碱度烧结焊剂，高碱度不锈钢专用焊剂产品、药芯焊丝主要针对钛型药粉配方进行优化设计。 根据各种工况使用条件，研制特种焊接焊条、焊丝、烧结焊剂产品，目前在堆焊及新型材料配套焊材方面已开发了焊条、烧结焊剂多个品种，能够很好地满足各种耐磨、耐蚀、高温等严酷条件的使用要求。 烧结焊剂生产工艺设计，生产设备的选型、设计制造，实现从原材料到最终产品的一条龙服务。技术指标 研制的产品在满足国际国内标准要求的前提下，各种技术指标达到国内外同类产品的先进水平，特种焊材达到国外同类产品的先进技术指标。市场前景 目前国内焊材市场竞争十分激烈，而竞争的焦点即是产品的性价比，同时各种高端焊材产品又在很大程度上依赖于国外进口。充分立足本国的资源进行传统产品的升级改造、高端特种焊材的国产化研制，有很大的前景。目前已与几家焊材企业开展过合作，取得了明显的经济效益和社会效益。

成 果 简 介 磁脉冲焊接技术的焊接过程很短，瞬间（30 ～ 100µs）即可完成，且无污染；可使金属材料和非金属材料进行连接或焊接；一般可在常温（即冷态）下进行，且焊接过程无明显的升温，无明显热影  响区，焊接接头强度接近于母材；比爆炸焊安全，且简单易行；能量易精确控制，重复性好，故容易   实现机械化和自动化。此磁脉冲焊接工装简单，无须传压介质，不损伤零件表面，加工能量可参数化 控制， 能实现零件的精密连接装配的优势。在航空、航天及军事工业中，已部分或全部用来代替铆接   或焊接， 成果和效果是显著的。该方法不但能焊接 Al、Cu 及其合金, 而且还可以焊接如低碳钢、不锈钢、Ti 及其合金等的同种和异种金属，还可焊接金属与非金属。

本项目成果主要针对颗粒增强铝基复合材料电弧熔焊接头中焊缝晶粒粗大、颗粒增强相偏聚等问题，以及氧化物弥散强化（Oxide dispersion strengthened，ODS）高温合金TIG焊过程中焊缝晶粒粗大及气孔等问题，通过超声频脉冲电源与弧焊电源并联耦合，获得超声电弧，对焊缝熔池直接施加超声振动作用，从而细化焊缝晶粒，改善气孔问题。同时利用电弧超声产生的空化作用将贴附在颗粒表面的气体、氧化层和杂质等清理干净，改善增强相颗粒在基体中的分布情况。 电弧超声可以去除待焊表面的氧化膜，

本项目成果主要针对颗粒增强铝基复合材料电弧熔焊接头中焊缝晶粒粗大、颗粒增强相偏聚等问题，以及氧化物弥散强化（ Oxide dispersion strengthened， ODS）高温合金 TIG 焊过程中焊缝晶粒粗大及气孔等问题，通过超声频脉冲电源与弧焊电源并联耦合，获得超声电弧，对焊缝熔池直接施加超声振动作用，从而细化焊缝晶粒，改善气孔问题。同时利用电弧超声产生的空化作用将贴附在颗粒表面的气体、氧化层和杂质等清理干净，改善增强相颗粒在基体中的分布情况。电弧超声可以去除待焊表面的氧化

在各种类型的自动化生产线上，以工业机器人为核心集成适合于不同生产作业的机器人工作站或生产线是目前工业生产自动化的热门发展方向。北京科技大学已经在焊接、涂敷、搬运、装配及特殊作业等方面成功开发出多套工业机器人工作站。用于国内外多家企业，产生了良好的经济和社会效益。下面介绍几种典型的工作站： 用于汽车装配生产线的玻璃涂胶机器人工作站。其组成有机器人及其控制系统、单轴回转变位机、翻转机械手、胶液供给系统、保温室等。这种工作站保证了涂胶的均匀性、一致性、准确的涂敷位置以及优良的生产质量。机器人选用六自由度垂直关节机器人，最大动作半径约R1550mm，重复定位精度±0.08mm。通过在线示教，编制适合不同类型、不同尺寸的工件作业程序，由传感器判别工件型号，调用相应的作业程序，特别适用于多品种工件的混流生产。胶液采用性能优良的单组分湿气固化聚氨脂胶。供给系统由压胶泵、定量泵、胶枪、清枪器、保温室以及控制系统等构成。已在国内若干家汽车生产企业投入5套。 精密钣金焊接机器人工作站：开发出的焊接机器人工作站适用于碳钢、不锈钢和铝材的焊接。工作站由工业机器人、机器人移动滑台、工件位置变换机、夹具体、高品质电焊机、气动系统、电控系统及辅助装置等组成。机器人采用OTC公司的AX–V6L型六自由度垂直关节机器人。焊接电源采用OTC公司DP400型全数字控制脉冲MIG焊机。现已投入生产，提高了工厂的自动化生产水平和产品在国际市场的竞争力，改善了工人的劳动条件，使生产节拍更加稳定、迅速，焊接质量更加可靠，很值得在焊接加工业大力推广。 彩管搬运机器人工作站：大型彩管的特点是体积笨、重量大、温度高。在生产线上的搬运作业必须采用机器人工作站或专用的移载机。机器人工作站主要由机器人、末端执行器、同步装置、气动系统和电控系统等部分组成。开发出的适用于不同作业区的7个机器人搬运工作站投入使用后，运行稳定、可靠，取得了显著的经济和社会效益。这种技术同样适用于其它物品的搬运作业。 轿车挡风玻璃密封胶坝条粘贴机器人工作站：在轿车装配生产线上，使用机器人进行轿车前后挡风玻璃密封胶坝条的粘贴作业，是一项技术难度很大的工作。经过在试验机上的反复试验，现已经成功开发出密封胶坝粘贴末端执行器并用于实际生产。密封胶坝粘贴末端执行器机构简单、可靠，无需独立的驱动装置，适用于粘贴的特殊作业。经过轻量化设计，总重仅有5.8kg,实际生产中选用6自由度,可搬重量为6kg的工业机器人就可满足不同规格的轿车前后挡风玻璃密封胶坝的粘贴。 应用于各种产品的规模化生产，大幅度提高产品的质量和产量。

 本课题针对太空服务机器人感知系统开展研究工作，重点研究基于脑电、肌电生物电信号及语音信号的多模式、微型化、智能化的人机交互接口系统，以快速、可靠地提取并识别脑电、肌电、语音信号，将之转换为太空服务机器人的作业任务和动作指令，并通过已开发的服务机器人验证模拟航天特因环境下该系统的可行性，探索多模式人机交互接口技术的实用化方法，为我国出舱活动机器人未来可在载人航天工程中应用提供可行性技术依据。 课题组在系统的研发和测试过程中，同中国人民解放军航天员科研训练中心进行卓有成效的合作，项目所开发的多模式微型化人机交互平台在航天员科研训练中心航天特因模拟环境下进行各项测试。测试结果表明，项目开发的样机已经具备航天特因模拟环境所要求的技术特征。该系统的研发成功，将推动多模式脑机接口技术在航空航天领域的应用。

项目简介 行走装置增加一个辅助定位机构并采用视觉系统，能实现机器人精确移动和定位； 控制系统采用了无线收发模块，去除了传统网络中的传输线缆，利用微波、射频(RF) 等 无线技术构成网络，收发数据，这就解决了连线多，易出故障，安装较繁琐，布线不便 的问题；采用目前最低功耗和较低成本的短距离无线通信 ZigBee 技术，ZigBee 技术拥有 低数据速率和快速反应的特点。目前应用在数控机床上的无线通信技术主要有无线局域 网技术、蓝牙技术，由于无线局域网技术在抗干扰方面的不足，以及蓝牙协议的