視覺伺服機器人捕捉運動目標及實時避障研究.pdf

1、視覺伺服可以對機器人工作環(huán)境進行辨識、定位，通過閉環(huán)反饋提高機器人的操作精度，使機器人在非結(jié)構(gòu)化環(huán)境中的應(yīng)用成為可能。如何實現(xiàn)多視覺融合、機器人抓取動態(tài)物體以及實時避障都是機器人研究領(lǐng)域的熱點問題。
　　 本文采用混合的全局/局部雙目視覺系統(tǒng)，運用基于徑向約束的兩步標定法標定出了全局和局部攝像機的焦距和6個外部參數(shù)，通過射線法解決了物體特征點的3D定位問題并進行了相關(guān)的實驗。實驗結(jié)果顯示，雙目視覺的定位誤差可以控制在10mm以內(nèi)

2、。目前，擴展卡爾曼濾波是實現(xiàn)多視覺融合普遍采用的方法之一。為了提高對運動物體的預(yù)測精度，本文先給出了一種簡單的精度度鼉方法，然后通過選擇不同的特征點集合進行數(shù)值仿真，提出了以最大內(nèi)切圓半徑為標準動態(tài)選擇特征點的策略。
　　 為了實現(xiàn)機器人抓取傳送帶上的運動物體，本文將抓取步驟劃分為跟蹤段和接近段。采用雅可比矩陣研究了機器人在這兩個階段的位置和姿態(tài)規(guī)劃方法，以降低機械手在啟動階段和抓取運動物體瞬間的運動沖擊。此外，為了解決機械手無

3、法抓取快速運動的物體，本文提出了一種偏移量補償?shù)姆椒ㄊ箼C械手能夠抓取速度提高了1倍的運動物體。采用該方法機械手不僅可以抓取工作空間中的動態(tài)物體，還可以抓取靜態(tài)物體。為了驗證該方法的有效性，對機械手抓取靜態(tài)物體進行了在線的實驗，同時對機械手抓取動態(tài)物體進行了離線的實驗。實驗結(jié)果表明，機械手可以準確地抓取到目標。
　　 基于安全區(qū)域的概念，本文采用廣義逆對冗余度機器人實時的避障算法進行了研究。給出了一種利用機械手自運動實現(xiàn)的避障算法