基于雙目視覺(jué)的伺服機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)控制研究.pdf

1、機(jī)器人視覺(jué)技術(shù)自出現(xiàn)以來(lái)，就備受關(guān)注并得到極大發(fā)展，在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療、服務(wù)業(yè)以及航空航天等多個(gè)領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用。然而隨著研究的深入和應(yīng)用的發(fā)展，人們對(duì)于視覺(jué)伺服機(jī)器人系統(tǒng)的準(zhǔn)確性、實(shí)時(shí)性和穩(wěn)定性都提出了更高的要求，因此目前針對(duì)實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)的視覺(jué)控制技術(shù)仍有較大的提升空間。
　　基于機(jī)器人視覺(jué)技術(shù)目前的技術(shù)現(xiàn)狀和發(fā)展方向，本文以雙目視覺(jué)伺服的六自由度機(jī)械臂系統(tǒng)作為研究對(duì)象，分別從機(jī)械臂的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析理論、運(yùn)動(dòng)軌跡規(guī)劃理論、雙目

2、視覺(jué)理論進(jìn)行較為深入的分析和研究，將雙目視覺(jué)理論和機(jī)械臂控制理論有機(jī)結(jié)合起來(lái)，并著重對(duì)現(xiàn)有雙目視覺(jué)技術(shù)中的最為復(fù)雜的立體匹配理論進(jìn)行研究和改進(jìn)。
　　本文主要完成了以下五個(gè)方面的分析、研究、設(shè)計(jì)和驗(yàn)證。以六自由度機(jī)械臂為模型進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)分析和描述，并以此為對(duì)象利用D-H模型進(jìn)行建模和仿真，并進(jìn)行了正、逆運(yùn)動(dòng)學(xué)求解分析，作為機(jī)械臂控制的理論基礎(chǔ);基于運(yùn)動(dòng)學(xué)建模并分別對(duì)于關(guān)節(jié)空間中的軌跡規(guī)劃和笛卡爾空間中的軌跡規(guī)劃進(jìn)行了分析，并利用MA

3、TLAB平臺(tái)對(duì)多項(xiàng)式插值算法和給定路徑插補(bǔ)算法進(jìn)行了仿真;對(duì)雙目視覺(jué)識(shí)別技術(shù)進(jìn)行結(jié)構(gòu)化分析，并著重對(duì)稠密立體匹配進(jìn)行了研究，并基于已有的區(qū)域生長(zhǎng)理論引入預(yù)篩選、自適應(yīng)閾值的Shi-Tomasi圖像分割理論和跳躍式快速生長(zhǎng)的概念，對(duì)算法進(jìn)行了優(yōu)化，并進(jìn)行了理論分析和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證;基于以上研究和優(yōu)化，基于LabVIEW和FPGA設(shè)計(jì)了雙目視覺(jué)伺服機(jī)械臂實(shí)時(shí)控制系統(tǒng);最后利用搭建的控制系統(tǒng)對(duì)理論研究進(jìn)行了參數(shù)調(diào)整、性能測(cè)試、理論驗(yàn)證和結(jié)果分析。<