工業(yè)機器人視覺伺服控制方法研究.pdf

1、機器人視覺伺服是機器視覺領(lǐng)域的熱門課題，涉及機器人學(xué)、控制理論、圖像處理等多門學(xué)科知識。視覺機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)自動化領(lǐng)域。
　　本文以六自由度工業(yè)機器人為研究對象，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行辨識，利用辨識的結(jié)果應(yīng)用在視覺伺服控制器中，完成了MATLAB仿真和實驗臺調(diào)試工作。主要研究內(nèi)容如

2、下：
　　首先，詳細(xì)分析了機器人視覺伺服控制系統(tǒng)的組成，闡述攝像機模型和機器人運動學(xué)分析，并對視覺伺服系統(tǒng)的類別進行介紹，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行邊緣檢測，利用圖像矩的方法來對目標(biāo)特征進行提取。<

3、br>　　再次，針對基于雅可比矩陣逆的視覺伺服控制方法進行了研究。為了提高系統(tǒng)響應(yīng)的實時性，能對速度較快的目標(biāo)進行有效的跟蹤，提出一種帶預(yù)測補償?shù)哪嫜趴杀染仃嘝I控制算法，并且采用擴展H粒子濾波算法對圖像雅可比矩陣進行在線辨識，與卡爾曼濾波算法進行對比實驗研究，仿真實驗結(jié)果驗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)實驗平臺，完成了目標(biāo)識別和目標(biāo)跟蹤實驗。采用C++來設(shè)計視覺伺服控制系統(tǒng)界面，通過對運動目標(biāo)的軌跡跟