基于視覺的移動機(jī)器人編隊(duì)控制.pdf

1、隨著復(fù)雜任務(wù)技術(shù)解決需求的日益增長，多機(jī)器人協(xié)作由于其成本低、并行性和冗余性等顯著特點(diǎn)越來越受到人們的關(guān)注。多機(jī)器人編隊(duì)作為一種常用的協(xié)作策略可以提高系統(tǒng)效率，改善其柔性和魯棒性。本文以室內(nèi)環(huán)境為背景研究了基于視覺的多機(jī)器人編隊(duì)運(yùn)動中隊(duì)形的形成和保持問題。主要研究內(nèi)容有：視覺跟蹤模型的建立；領(lǐng)航者運(yùn)動速度和相對位姿的估計(jì)；視覺伺服控制器設(shè)計(jì)。其中控制器設(shè)計(jì)應(yīng)用了逆系統(tǒng)和滑模變結(jié)構(gòu)控制技術(shù)，并特別引入了導(dǎo)彈導(dǎo)引律的平行接近法和固定前置角法

2、。
　　本文首先推導(dǎo)了移動機(jī)器人視覺跟蹤模型。該模型從兩輪移動機(jī)器人的運(yùn)動學(xué)模型開始，引入車載攝像機(jī)，根據(jù)攝像機(jī)透視原理，借助慣性坐標(biāo)系、機(jī)器人坐標(biāo)系、攝像機(jī)坐標(biāo)系和圖像坐標(biāo)系之間的映射關(guān)系，最終建立起圖像平面位置與運(yùn)動平面位置的對應(yīng)關(guān)系和視覺跟蹤模型的狀態(tài)方程。此視覺跟蹤模型為機(jī)器人的運(yùn)動控制和編隊(duì)控制奠定了基礎(chǔ)，同時(shí)也可用于實(shí)時(shí)估計(jì)領(lǐng)航者的運(yùn)動速度和相對位姿。
　　分別采用逆系統(tǒng)和滑模變結(jié)構(gòu)控制方法、平行導(dǎo)引法和固定前置