基于達(dá)芬奇平臺(tái)的機(jī)械臂視覺伺服系統(tǒng)設(shè)計(jì).pdf

1、機(jī)器人智能化技術(shù)是目前該領(lǐng)域的前沿，在當(dāng)前技術(shù)進(jìn)展中，視覺伺服技術(shù)占有舉足輕重的地位。機(jī)器人視覺伺服技術(shù)，依托視覺傳感器，將信息量龐大的視覺信息引入控制系統(tǒng)中，并控制機(jī)器人執(zhí)行高精度的伺服運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了機(jī)器人技術(shù)與視覺信息的有效融合。視覺伺服技術(shù)增強(qiáng)了機(jī)器人在工業(yè)生產(chǎn)以及科學(xué)研究領(lǐng)域的自適應(yīng)能力和自動(dòng)化水平，有著廣闊的應(yīng)用前景。本文以TMS320DM6446處理器為核心的達(dá)芬奇處理平臺(tái)作為視覺處理平臺(tái)進(jìn)行視覺應(yīng)用程序的開發(fā)，構(gòu)建PUMA5

2、60的視覺伺服控制系統(tǒng)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)其精確的伺服運(yùn)動(dòng)。
　　在運(yùn)動(dòng)控制部分，本文建立了PUMA560機(jī)械臂的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型，并使用機(jī)器人工具箱對(duì)所建立數(shù)學(xué)模型的正運(yùn)動(dòng)學(xué)與逆運(yùn)動(dòng)學(xué)進(jìn)行了驗(yàn)證。本文采用光電碼盤對(duì)機(jī)械臂的位置和速率信息進(jìn)行反饋，在simulink環(huán)境下建立了機(jī)械臂四個(gè)關(guān)節(jié)的雙閉環(huán)控制系統(tǒng)，并且完成了控制系統(tǒng)優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)了多關(guān)節(jié)的聯(lián)合運(yùn)動(dòng)。
　　在視覺處理部分，本文采用達(dá)芬奇處理平臺(tái)對(duì)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)進(jìn)行視頻圖像處理。首先，本文構(gòu)建

3、了達(dá)芬奇平臺(tái)的軟硬件環(huán)境，并實(shí)現(xiàn)了ARM和DSP雙核通信和雙嵌入式系統(tǒng)的通信。其次，對(duì)采集的圖像進(jìn)行了灰度化、二值化以及阿爾法中值濾波等預(yù)處理操作，在此基礎(chǔ)上，使用LoG邊緣檢測(cè)算子對(duì)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)進(jìn)行特征提取和中心定位。最后，將位置坐標(biāo)引入simulink內(nèi)搭建好的控制系統(tǒng)中，作為視覺伺服總系統(tǒng)的控制指令，完成了視覺伺服系統(tǒng)的構(gòu)建。
　　最后，采用基于共軛梯度算法的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)作為視覺控制器，在MATLAB環(huán)境下對(duì)總系統(tǒng)進(jìn)行了仿真和半