基于動力學(xué)視覺伺服的運動目標(biāo)捕捉技術(shù)研究.pdf

1、機器人捕捉運動目標(biāo)是指機器人基于視覺伺服控制，完成運動目標(biāo)的跟蹤和抓取，是智能機器人的一個前沿應(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。機器人捕捉運動目標(biāo)的實現(xiàn)，為機器人執(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)傳感器的機器人控制相比，具有較明顯的優(yōu)點：更高的靈活性、更高的精度、對機器人標(biāo)定誤差具有更強的魯棒性等。在動力學(xué)視覺伺服中，根據(jù)視覺檢測結(jié)果，計算機器人的加速度和關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)矩，實現(xiàn)機器視覺的力

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

3、服單元模塊的動、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，建立了機器人的運動學(xué)和動力學(xué)控制系統(tǒng)模型，并采用OpenGL對機器人的控制模型進行了可視化仿真。
　　 3、提出了機器人目標(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控制機器人，使手爪以時間最優(yōu)的方式跟蹤并接近運動目標(biāo)。為了提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性，當(dāng)機器人關(guān)節(jié)位置與期望位置小于給定閾值時，采用了帶積分的