基于動(dòng)力學(xué)視覺伺服的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)捕捉技術(shù)研究.pdf

1、機(jī)器人捕捉運(yùn)動(dòng)目標(biāo)是指機(jī)器人基于視覺伺服控制，完成運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的跟蹤和抓取，是智能機(jī)器人的一個(gè)前沿應(yīng)用課題，在工業(yè)、航天和娛樂等領(lǐng)域有良好的應(yīng)用前景。機(jī)器人捕捉運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，為機(jī)器人執(zhí)行更復(fù)雜的任務(wù)奠定了良好的基礎(chǔ)。
　　 視覺伺服控制與基于傳統(tǒng)傳感器的機(jī)器人控制相比，具有較明顯的優(yōu)點(diǎn)：更高的靈活性、更高的精度、對(duì)機(jī)器人標(biāo)定誤差具有更強(qiáng)的魯棒性等。在動(dòng)力學(xué)視覺伺服中，根據(jù)視覺檢測(cè)結(jié)果，計(jì)算機(jī)器人的加速度和關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)矩，實(shí)現(xiàn)機(jī)器視覺的力

2、反饋?zhàn)饔?。本文研究了機(jī)器人動(dòng)力學(xué)視覺伺服控制技術(shù)，通過動(dòng)力學(xué)視覺伺服實(shí)現(xiàn)機(jī)器人更柔性快速地完成運(yùn)動(dòng)目標(biāo)捕捉任務(wù)，并對(duì)動(dòng)力學(xué)視覺伺服進(jìn)行了優(yōu)化。
　　 論文主要完成以下幾個(gè)方面的工作：
　　 1、根據(jù)雙目立體視覺技術(shù)對(duì)待捕捉的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)進(jìn)行三維位置的定位，在攝像機(jī)坐標(biāo)和世界坐標(biāo)的相互關(guān)系標(biāo)定基礎(chǔ)上，采用Kalman濾波器對(duì)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的視覺反饋信息進(jìn)行了濾波和預(yù)估處理。
　　 2、機(jī)器人的單元組成模塊進(jìn)行了分析，討論了伺

3、服單元模塊的動(dòng)、靜態(tài)精度，并提出了提高精度的常用方法。分析了六自由度機(jī)器人的幾何結(jié)構(gòu)關(guān)系和力學(xué)結(jié)構(gòu)關(guān)系，建立了機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)控制系統(tǒng)模型，并采用OpenGL對(duì)機(jī)器人的控制模型進(jìn)行了可視化仿真。
　　 3、提出了機(jī)器人目標(biāo)軌跡的優(yōu)化方法，得到關(guān)節(jié)坐標(biāo)系下解耦后的軌跡。通過模糊Bang-Bang控制機(jī)器人，使手爪以時(shí)間最優(yōu)的方式跟蹤并接近運(yùn)動(dòng)目標(biāo)。為了提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性，當(dāng)機(jī)器人關(guān)節(jié)位置與期望位置小于給定閾值時(shí)，采用了帶積分的