雙目視覺系統(tǒng)設(shè)計(jì)及控制方法研究.pdf

1、機(jī)器視覺技術(shù)的發(fā)展使機(jī)器能夠像人類一樣觀察和感知外部世界,20世紀(jì)80年代,Marr視覺理論的提出進(jìn)一步推動(dòng)了機(jī)器視覺技術(shù)的發(fā)展。雙目立體視覺技術(shù)是機(jī)器視覺技術(shù)的一個(gè)分支,其采用兩臺(tái)攝像機(jī)提取圖像,利用視差原理判斷景物的深度,進(jìn)而通過相應(yīng)算法處理后生成物體的三維信息和位置信息。隨著圖像處理技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展,雙目立體視覺技術(shù)在生產(chǎn)和生活中的應(yīng)用越來越廣。本文基于雙目立體視覺的基本原理,研制了雙目立體視覺的機(jī)械結(jié)構(gòu),設(shè)計(jì)了雙目立體

2、視覺的控制系統(tǒng),并對(duì)控制算法進(jìn)行了研究,實(shí)現(xiàn)了仿人類雙目的立體視覺系統(tǒng)。
　　首先,通過對(duì)國內(nèi)外雙目視覺裝置的學(xué)習(xí)和研究,根據(jù)課題的實(shí)際要求提出了設(shè)計(jì)指標(biāo)并確定了機(jī)構(gòu)的總體設(shè)計(jì)方案,并在此基礎(chǔ)上研制了一種兩自由度的雙目立體視覺平臺(tái)。該裝置結(jié)構(gòu)簡單,體積小,質(zhì)量輕,兩個(gè)自由度之間無耦合,每個(gè)自由度由一個(gè)有刷直流伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)。
　　其次,在完成機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)了雙目立體視覺平臺(tái)的控制系統(tǒng)。通過對(duì)相關(guān)控制技術(shù)的分析比對(duì),結(jié)合

3、系統(tǒng)需要位置控制的特點(diǎn),選擇了位置閉環(huán)的數(shù)字伺服控制為本系統(tǒng)的控制方案。根據(jù)本系統(tǒng)需要搭載在仿生六足機(jī)器人上的特點(diǎn),本文開發(fā)了一套以DSP F28335為核心處理器的運(yùn)動(dòng)控制器。在硬件系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,本文建立了兩個(gè)關(guān)節(jié)的機(jī)電系統(tǒng)模型并進(jìn)行了簡化,并通過分析確定旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)采用位置式PID控制算法,俯仰關(guān)節(jié)采用前饋控制算法,在此基礎(chǔ)之上,用MATLAB/SIMULINK軟件對(duì)兩個(gè)關(guān)節(jié)控制算法進(jìn)行了仿真分析。
　　最后,對(duì)雙目立體視覺系統(tǒng)進(jìn)