移動(dòng)機(jī)器人視覺鎮(zhèn)定的若干關(guān)鍵問題研究.pdf

1、由于深度信息的缺失以及非完整約束的存在，移動(dòng)機(jī)器人視覺鎮(zhèn)定問題一直是機(jī)器人與自動(dòng)控制領(lǐng)域的一個(gè)難題。迄今，在視覺鎮(zhèn)定這一研究領(lǐng)域已取得一些研究成果，但是，現(xiàn)有的視覺鎮(zhèn)定控制器在設(shè)計(jì)上仍然存在一些有待解決的關(guān)鍵問題，如初始時(shí)刻的速度和力矩容易發(fā)生突變、伺服效率低、難以使目標(biāo)特征在視覺鎮(zhèn)定過程中始終保持可見以及模型參數(shù)不確定性等。這些問題能否合理解決影響著視覺鎮(zhèn)定的性能。本文以帶有單目攝像機(jī)的移動(dòng)機(jī)器人為對(duì)象，對(duì)其視覺鎮(zhèn)定控制器設(shè)計(jì)中存在的

2、上述關(guān)鍵問題進(jìn)行深入研究，主要內(nèi)容如下:
　　 1、針對(duì)深度信息缺失及初始速度和力矩突變問題，設(shè)計(jì)一種自適應(yīng)、滑模和神經(jīng)動(dòng)力學(xué)相結(jié)合的視覺鎮(zhèn)定控制器。利用自適應(yīng)方法對(duì)未知的深度信息進(jìn)行在線估計(jì)，并基于Lyapunov理論和滑模思想分別設(shè)計(jì)速度和力矩控制器，再將神經(jīng)動(dòng)力學(xué)模型嵌入到控制器中以解決速度和力矩突變問題。
　　 2、針對(duì)伺服效率低問題，設(shè)計(jì)一種極線幾何和三焦距張量相結(jié)合的分步切換視覺鎮(zhèn)定控制規(guī)律。采用三步切換控制

3、策略，將極線幾何和三焦距張量相結(jié)合基于Lyapunov理論設(shè)計(jì)力矩切換控制規(guī)律，實(shí)現(xiàn)移動(dòng)機(jī)器人的最短路徑鎮(zhèn)定。
　　 3、針對(duì)攝像機(jī)視野約束問題，研究一種基于預(yù)測控制的視覺鎮(zhèn)定方法?？紤]系統(tǒng)中存在的速度和力矩約束以及攝像機(jī)的可見性約束，采用非線性模型預(yù)測控制策略來設(shè)計(jì)速度和力矩控制器，在鎮(zhèn)定過程中保證目標(biāo)特征點(diǎn)始終可見。
　　 4、針對(duì)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)模型以及電機(jī)動(dòng)力學(xué)模型的參數(shù)不確定性問題，研究一種動(dòng)態(tài)面控制技術(shù)與