工業(yè)機(jī)器人視覺伺服控制方法研究.pdf

1、機(jī)器人視覺伺服是機(jī)器視覺領(lǐng)域的熱門課題，涉及機(jī)器人學(xué)、控制理論、圖像處理等多門學(xué)科知識(shí)。視覺機(jī)器人具有自主分析環(huán)境信息和執(zhí)行任務(wù)的能力，廣泛應(yīng)用于航天、國防和工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域。
　　本文以六自由度工業(yè)機(jī)器人為研究對象，研究基于圖像的視覺伺服控制系統(tǒng)，通過圖像采集獲取圖像信息后完成圖像處理，利用圖像特征作為反饋信號，并對圖像雅可比矩陣進(jìn)行辨識(shí)，利用辨識(shí)的結(jié)果應(yīng)用在視覺伺服控制器中，完成了MATLAB仿真和實(shí)驗(yàn)臺(tái)調(diào)試工作。主要研究內(nèi)容如

2、下：
　　首先，詳細(xì)分析了機(jī)器人視覺伺服控制系統(tǒng)的組成，闡述攝像機(jī)模型和機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)分析，并對視覺伺服系統(tǒng)的類別進(jìn)行介紹，比較基于位置和圖像的視覺伺服系統(tǒng)。
　　其次，對目標(biāo)圖像進(jìn)行圖像處理和分析，包括圖像采集、圖像預(yù)處理、圖像邊緣檢測和目標(biāo)特征提取。在預(yù)處理過程中高斯濾波方法對消除環(huán)境噪聲有著較好的效果。通過幾種圖像邊緣檢測方法對比分析，采用Canny邊緣檢測算子對圖像進(jìn)行邊緣檢測，利用圖像矩的方法來對目標(biāo)特征進(jìn)行提取。<

3、br>　　再次，針對基于雅可比矩陣逆的視覺伺服控制方法進(jìn)行了研究。為了提高系統(tǒng)響應(yīng)的實(shí)時(shí)性，能對速度較快的目標(biāo)進(jìn)行有效的跟蹤，提出一種帶預(yù)測補(bǔ)償?shù)哪嫜趴杀染仃嘝I控制算法，并且采用擴(kuò)展H粒子濾波算法對圖像雅可比矩陣進(jìn)行在線辨識(shí)，與卡爾曼濾波算法進(jìn)行對比實(shí)驗(yàn)研究，仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證視覺伺服控制方法可行性。
　　最后，構(gòu)建視覺伺服控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，完成了目標(biāo)識(shí)別和目標(biāo)跟蹤實(shí)驗(yàn)。采用C++來設(shè)計(jì)視覺伺服控制系統(tǒng)界面，通過對運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的軌跡跟