六自由度機械臂無標定視覺仿人智能控制.pdf

1、機械臂視覺伺服將視覺感知技術與機械臂的運動控制相結合,在未接觸條件下完成對非結構化環(huán)境信息的采集,實現機械臂的視覺定位與跟蹤,擴大了機械臂的使用范圍,被廣泛應用于孔-軸裝配等工業(yè)生產中。
　　無標定視覺伺服根據像平面圖像特征誤差信息設計控制器,無需確定精確的機械臂運動學模型參數與攝像機模型參數即可實現機械臂的定位與跟蹤控制,對笛卡爾空間中存在的嚴重非線性、不確定性以及復雜擾動具有很強的魯棒性。無標定視覺伺服未建立系統(tǒng)的映射模型,且

2、機械臂笛卡爾空間運動與投影到攝像機像平面的圖像特征運動具有很強的耦合特性,屬于多輸入多輸出未建模強耦合的非線性控制問題,是當前研究的熱點與重點。
　　仿人智能控制是模仿人的控制行為來設計控制器,其研究的主要目標不是被控對象本身,而是控制器模擬人的控制結構和控制行為的方式,特別適合于復雜非線性問題求解。本文基于仿人智能控制理論,模擬人類在未建立精確模型的基礎上完成孔-軸視覺裝配行為,實現六自由度機械臂的無標定視覺伺服控制,探索解決無

3、標定視覺伺服未建模動態(tài)非線性問題的智能控制方法,主要工作如下:
　?、偬岢隽肆杂啥葯C械臂的無標定視覺伺服的仿人智能控制方法。該方法直接采用視覺像平面空間中的特征點作為圖像特征,通過固定圖像雅克比矩陣與在線估計雅克比矩陣逼近手眼關系,將像平面圖像特征偏差映射到工作空間,結合機械臂與攝像機系統(tǒng)先驗知識建立系統(tǒng)的定性定量特征模型,進而采用定性決策與定量控制二次映射處理過程通過多模態(tài)控制實現對問題的求解。
　　②結合攝像機模型、機

4、械臂模型和圖像雅克比矩陣映射關系,建立了無標定視覺伺服系統(tǒng)仿真實驗平臺,進行了三維運動空間與五維運動空間的機械臂視覺伺服仿真實驗。
　　③基于六自由度DENSO機械臂與固定雙目視覺系統(tǒng)搭建了無標定視覺伺服系統(tǒng)實物平臺,進行了機械臂的三維空間視覺伺服實物實驗。
　　通過仿真,證實了六自由度機械臂的無標定視覺仿人智能控制器可以有效實現固定無標定雙目視覺三維運動空間和五維運動空間視覺伺服,并完成了三維運動空間實物實驗,驗證了仿人智