基于圖像的視覺伺服機(jī)器人系統(tǒng).pdf

1、視覺機(jī)器人系統(tǒng)是現(xiàn)在控制領(lǐng)域的研究熱點(diǎn),它將視覺與機(jī)器人空間運(yùn)動(dòng)聯(lián)系起來,完成伺服任務(wù)。機(jī)器人視覺伺服涉及許多研究領(lǐng)域,如圖像處理、計(jì)算機(jī)視覺、運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)、控制理論及實(shí)時(shí)計(jì)算等。視覺機(jī)器人在工業(yè)、科研領(lǐng)域有著廣闊的發(fā)展前景和意義。本文研究了基于圖像的視覺伺服機(jī)器人的工作原理,設(shè)計(jì)了視覺伺服系統(tǒng),并進(jìn)行了調(diào)試。在系統(tǒng)中,圖像雅克比矩陣的求取是系統(tǒng)的關(guān)鍵問題。經(jīng)過分析,我們得出傳統(tǒng)的方法難以應(yīng)用于大范圍視覺伺服問題的結(jié)論。為此,設(shè)計(jì)中采

2、用改進(jìn)的圖像雅克比方法。另一方面,圖像處理的效果是系統(tǒng)性能的另一個(gè)關(guān)鍵因素。設(shè)計(jì)中在MATLAB環(huán)境下進(jìn)行圖像處理工作,采用邊緣檢測(cè)的方法提取出圖像的特征值,經(jīng)過上位機(jī)的計(jì)算得出控制量,進(jìn)行視覺反饋。設(shè)計(jì)中,實(shí)驗(yàn)室搭建了機(jī)械臂實(shí)體,系統(tǒng)中采用直流電機(jī)帶動(dòng)機(jī)械臂關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)。在此,我們?cè)O(shè)計(jì)了PWM電路來驅(qū)動(dòng)直流電機(jī),實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,驅(qū)動(dòng)電路的效果良好。為保護(hù)機(jī)械臂,防止機(jī)械臂轉(zhuǎn)角超出機(jī)械結(jié)構(gòu)允許的范圍,PWM電路中加入了保護(hù)電路。最后,我們對(duì)視