機(jī)械手五自由度無標(biāo)定視覺伺服仿人智能控制.pdf

1、機(jī)械手視覺伺服將機(jī)械手控制和視覺感知相結(jié)合，在視覺反饋信息引導(dǎo)下，機(jī)械手在工作空間內(nèi)能實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)物的視覺定位與跟蹤?；谝曈X感知的機(jī)械手應(yīng)用不再局限于固定已知環(huán)境下的簡單重復(fù)作業(yè)，它拓展了機(jī)械手的使用范圍。
　　在攝像機(jī)參數(shù)未標(biāo)定情況下，無標(biāo)定視覺伺服根據(jù)像平面的圖像特征誤差設(shè)計(jì)控制律，并采用視覺映射模型將圖像特征變化映射成笛卡爾空間機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)量，直接驅(qū)動(dòng)機(jī)械手運(yùn)動(dòng)使圖像特征誤差收斂于零。由于無標(biāo)定視覺伺服未建立圖像特征變化與機(jī)

2、械手運(yùn)動(dòng)變化的精確映射模型，且機(jī)械手對(duì)象又是一個(gè)高度非線性和時(shí)變的復(fù)雜動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)，所以機(jī)械手無標(biāo)定視覺伺服實(shí)質(zhì)是一個(gè)典型的未建模動(dòng)態(tài)非線性控制問題，它也是當(dāng)前機(jī)械手智能控制領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)與重點(diǎn)。
　　仿人智能控制是模仿人的控制行為和控制經(jīng)驗(yàn)來設(shè)計(jì)控制律。本文基于仿人智能控制理論，提出了基于仿人智能控制的機(jī)械手五自由度無標(biāo)定視覺伺服方法，主要工作如下：
　?、籴槍?duì)無標(biāo)定視覺伺服笛卡爾空間機(jī)械手位姿定位，本文提出了基于仿人智能控

3、制的機(jī)械手五自由度無標(biāo)定視覺伺服方法。該方法采用基于點(diǎn)和角度特征的雙目視覺圖像雅可比矩陣近似描述機(jī)械手無標(biāo)定視覺伺服動(dòng)態(tài)手眼映射關(guān)系，并依據(jù)機(jī)械手與攝像機(jī)先驗(yàn)知識(shí)劃分了圖像特征模態(tài)，在卡爾曼濾波估計(jì)在線更新圖像雅可比矩陣基礎(chǔ)上，結(jié)合仿人智能控制定性決策與定量控制二次映射方法，設(shè)計(jì)了機(jī)械手五自由度無標(biāo)定視覺定位仿人智能多模態(tài)視覺伺服控制器，并給出了仿人智能多模態(tài)視覺伺服控制器的穩(wěn)定性條件。
　　②采用Puma560機(jī)械手模型、工業(yè)攝

4、像機(jī)模型和Simulink模型，建立了基于仿人智能控制的機(jī)械手五自由度無標(biāo)定視覺伺服仿真平臺(tái)，并進(jìn)行了機(jī)械手五自由度無標(biāo)定視覺伺服定位仿真實(shí)驗(yàn)。
　?、刍诹杂啥葯C(jī)械手和兩個(gè)工業(yè)攝像機(jī)搭建了機(jī)械手無標(biāo)定視覺伺服實(shí)物平臺(tái)，進(jìn)行了機(jī)械手五自由度無標(biāo)定視覺伺服定位實(shí)物實(shí)驗(yàn),并將本文所提方法與兩點(diǎn)圖像特征方法進(jìn)行了實(shí)物對(duì)比實(shí)驗(yàn)。
　　通過仿真與實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了本文所提方法對(duì)無標(biāo)定視覺伺服笛卡爾空間機(jī)械手位姿定位的有效性。與兩點(diǎn)圖像特征