基于視覺反饋的可變形線性物體抑振控制.pdf

1、可變形線性物體如軟管、電纜等被普遍應(yīng)用于日常生活與工業(yè)實(shí)際中。例如汽車生產(chǎn)流水線中的電纜和軟管裝配,醫(yī)療機(jī)器人的傷口縫合等。對(duì)這類物體的機(jī)器人操作與精確控制一直是工業(yè)機(jī)器人研究中的一大難題,也是制約電子、汽車等相關(guān)行業(yè)進(jìn)一步提高自動(dòng)化程度的一個(gè)重要因素。
　　國家自然科學(xué)基金“復(fù)雜可變形線性物體的機(jī)器人可靠動(dòng)態(tài)操作研究”正是在這一背景下產(chǎn)生,旨在為可變形性物體的機(jī)器人操作提供理論基礎(chǔ)和實(shí)踐指導(dǎo),推動(dòng)相關(guān)領(lǐng)域的研究與發(fā)展。
　

2、　本文首先介紹了DLO相關(guān)研究概況,闡述了課題相關(guān)機(jī)器人控制系統(tǒng)的搭建,包括基于千兆以太網(wǎng)的CCD攝像頭構(gòu)成的單目被動(dòng)視覺系統(tǒng),視覺系統(tǒng)的軟件體系采用OpenCV和MFC,具體介紹了運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的跟蹤和圖像處理算法的研究,提出了動(dòng)態(tài)背景遞減、基于Canny算子的邊緣檢測(cè)和基于閾值的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)跟蹤三種圖像處理算法在實(shí)驗(yàn)條件下的時(shí)間復(fù)雜度、光照穩(wěn)定性和運(yùn)動(dòng)模糊穩(wěn)定性三個(gè)性能指標(biāo)的比較,最后選擇了基于閾值的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)跟蹤作為機(jī)器視覺系統(tǒng)的圖像處理算法

3、,并更深入的研究了自適應(yīng)閾值算法對(duì)其進(jìn)行一定的優(yōu)化。
　　本文還介紹了攝像機(jī)模型,線性針孔模型和考慮畸變參數(shù)的攝像機(jī)模型,論述了攝像機(jī)標(biāo)定技術(shù),介紹了MATLABcalibrationtoolbox的標(biāo)定方法,并采用該方法對(duì)視覺系統(tǒng)進(jìn)行了標(biāo)定。
　　最后本文提出一種基于視覺反饋的機(jī)器人操作可變形線性物體時(shí)的抑振控制方法,該方法通過實(shí)時(shí)圖像處理算法處理高速視覺反饋信息,從而獲得變形物體的空間位置與姿態(tài),基于期望的物體位姿并結(jié)合