簡介：自動上下料機是工業(yè)自動化生產(chǎn)線的重要組成部分，對提高企業(yè)生產(chǎn)效率有著重要影響。而在電芯制造行業(yè)，大多數(shù)企業(yè)依然采用手工作業(yè)，操作工人工作繁重、效率低下、工傷頻發(fā)。因此，研發(fā)一種可輔助進行電芯自動上下料的機械手系統(tǒng)已刻不容緩。本文全面探討了國內(nèi)外機械手的研究現(xiàn)狀及現(xiàn)有技術，并對自動上下料機械手的結構組成和控制精度進行了深入分析和研究。提出了一種電芯自動上下料機械手方案，并對其主要結構和控制系統(tǒng)進行研發(fā)，實現(xiàn)了要求從該上下料機械手的實際工況要求出發(fā)，確定了該上下料機械手的各項結構參數(shù)。分析比較機械手的布置、傳動方案，確定了上下料機械手的總體方案設計及具體機械手結構，運用PROE軟件進行了3D建模。為解決機械手的精確定位問題，基于有限元分析理論對機械手關鍵受力部位進行了剛度和強度校核。依據(jù)負載狀況進行了電機選型，并選用歐姆龍可編程控制器PLCCP1HX40TDD型號作為該機械手的運動控制器，設計了控制電路，編寫了機械手的運動控制程序，實現(xiàn)了對該機械手的工作流程控制。最后對該自動上下料機械手的觸摸屏進行了人機界面設計，并對該機械手進行了試安裝調(diào)試，運行過程證明該機械手是可行的，達到了設計要求。該機械手的實現(xiàn)大大減少了操作工人的工作量和工傷率，提升了企業(yè)的經(jīng)濟效益。

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簡介：機器人正在從工廠的結構化環(huán)境進入人們每天的生活環(huán)境，小到娛樂型的無人機、電動平衡車、智能家電掃地機器人等，大到家庭服務機器人和醫(yī)療機器人等，機器人與我們的聯(lián)系將更加緊密。世界的最大經(jīng)濟體中國正面臨人口老齡化、人力成本上升、全球工人薪資上升等一系列問題，為解決這些問題中國已經(jīng)開始著手嘗試在工廠中使用先進的制造型機器人，帶動制造業(yè)行業(yè)。機器人將繼續(xù)在制造業(yè)領域發(fā)揮其至關重要的貢獻。機器人在人類生產(chǎn)和人類生活中的作用如此巨大，但是機器人智能技術的不完善極大限制了機器人對人類社會的貢獻。因此，將機器人學相關問題按照當前的需求分類為避碰規(guī)劃、碰撞檢測、遙操作、人機協(xié)同和機器人協(xié)作等研究方向，在不同研究方向上不斷改進機器人智能技術，挖掘機器智能技術的發(fā)展空間。本文研究了人機協(xié)同下機械手避碰的多種控制模式，設計的機械手操控界面有利于機械手各種控制模式的快速切換，便于實現(xiàn)機械手的避碰規(guī)劃。利用GJK碰撞檢測算法，實時獲取機械手與已知環(huán)境的最短距離和一組最近點作為避碰規(guī)劃的基礎，并依據(jù)這些信息改進人工勢場法，實現(xiàn)機械手避開運動路徑中的障礙物。具體研究內(nèi)容如下首先，避碰規(guī)劃的環(huán)境建模。針對實物機械手所處的環(huán)境，創(chuàng)建環(huán)境中各物體的模型。提出針對多剛體的一種統(tǒng)一表示方法通用樹型表示法。一個物體包含若干子物體，子物體又包含若干單剛體或凸多面體，并且當主物體確定時各個層次之間的關系就是明確的。其次，避碰規(guī)劃與碰撞檢測。在本文中機械手的避碰規(guī)劃，主要是指在操控模式下從當前位姿運動到目標位姿，同時避開路徑中的障礙物，無碰撞地完成任務。闡述避碰規(guī)劃的原理及相關碰撞檢測算法，并比較當前主流的碰撞檢測算法，選取GJK碰撞檢測算法。再次，人機協(xié)同下機械手半自主避碰的實現(xiàn)。借助GJK算法，實時獲取機械手與周圍環(huán)境中障礙物的碰撞信息是否碰撞、最短距離以及最短距離對應的多組點集。本文采用人工勢場法構造機械手的避碰規(guī)劃環(huán)境，引導機械手沿勢能下降的方向運動，并且避開障礙物，到達期望目標位姿。最后，人機協(xié)同下機械手避碰規(guī)劃實驗。介紹了機械手實驗系統(tǒng)的組成，并介紹了機械手避碰規(guī)劃控制系統(tǒng)的組成及人機交互界面的功能單元，而且給出了機械手處于多種運動模式下避碰過程的實驗數(shù)據(jù)。

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簡介：并聯(lián)機械手相對串聯(lián)機械手，在一些工作空間相對有限，而對精度和剛度以及速度要求較高的領域優(yōu)勢明顯，本課題針對目前串聯(lián)小型機械手的靈活性、以及穩(wěn)定性不足的地方，在國內(nèi)外學者以及本課題組研究的基礎上，設計了一款工業(yè)機器人領域，基于3RPSR并聯(lián)機構的新型機械手，并深入研究。首先，本文對新型3RPSR并聯(lián)機械手系統(tǒng)進行結構分析，自由度分析及數(shù)目計算；建立位置正解約束方程，采用封閉矢量環(huán)法快捷簡便的求解位置反解；采用數(shù)值計算法與編程工具MATLAB對機構的位置正、反解的正確性進行了三維仿真驗證。第二，本文研究了新型3RPSR并聯(lián)機械手的運動性能，包括奇異性、工作空間、靈巧度；研究得到當并聯(lián)機械手位姿參數(shù)出現(xiàn)奇異位形時，相互滿足的關系式；采用數(shù)值搜索法在SIMMECHANICS模塊下，求解并聯(lián)機械手的工作空間；以雅可比矩陣條件數(shù)的倒數(shù)作為評價指標，分析靈巧度在工作空間的分布及結構參數(shù)。第三，對并聯(lián)機械手建模，在ADAMS虛擬樣機中，對其運動學及動力學進行關鍵性能仿真分析；通過規(guī)劃反解的特定軌跡輸出SPLINE曲線函數(shù)，逆向添加到驅(qū)動電機中，仿真輸出動平臺中心末端的正反解位移、速度、加速度、角度、角速度、角加速度變化曲線；然后對動力學進行仿真，得到其末端動平臺執(zhí)行器有、無載荷的功率變化曲線，獲得機械手的瞬時特性。結論表明該機械手可以實現(xiàn)高速、高加速度的運動性能。第四，針對3RPSR并聯(lián)機械手，進行ADAMSSIMULINK的聯(lián)合程序控制仿真分析。以并聯(lián)機械手的動平臺執(zhí)行器作為控制對象，位置反解作為反向輸入，PID為控制器，輸出其仿真結果，并通過與ADAMS理論仿真值的擬合對比，得到基于PID控制的控制系統(tǒng)的結果誤差較小，證實了并聯(lián)機械手控制系統(tǒng)的可操作性好。

簡介：機械手是最早出現(xiàn)的工業(yè)機器人，常用于孔軸裝配等工業(yè)任務中。機械手視覺伺服融合了機械手運動學與視覺感知技術，充分利用視覺傳感器信息量大和非接觸等優(yōu)點，通過視覺信息反饋來實現(xiàn)機械手的運動控制，使得機械手變得智能化，擴大了機械手的應用范圍。視覺系統(tǒng)的構建是在機械手視覺伺服研究中非常重要的問題，合理地選取攝像機的配置結構和布局方式往往能夠簡化視覺伺服任務。根據(jù)攝像機配置方式，視覺系統(tǒng)可分為“眼在手”和“眼固定”兩種類型；根據(jù)攝像機數(shù)目，視覺系統(tǒng)可分為單目視覺系統(tǒng)、雙目視覺系統(tǒng)和多目視覺系統(tǒng)。機械手視覺伺服可分為基于標定的視覺伺服和無標定的視覺伺服。與基于標定的視覺伺服相比，無標定視覺伺服無需對攝像機內(nèi)外參數(shù)進行預先標定，直接通過圖像上的系統(tǒng)狀態(tài)誤差設計控制器，避免了對精確標定模型的依賴以及繁復的標定過程，對強干擾、復雜的工業(yè)環(huán)境具有較好的適應能力?；趫D像的無標定視覺伺服需要估計圖像雅克比矩陣，而雅克比矩陣的求取過程往往比較繁復，計算量大，在涉及雅克比矩陣求逆時常常存在奇異性等問題。因此，無標定視覺伺服一直是視覺伺服領域中的研究難點和研究熱點。本文基于仿人智能控制的理論思想，充分結合全局視覺的整體性和局部視覺的靈活性，構建了“眼固定”和“眼在手”相結合的混合雙目視覺系統(tǒng)?；谠撓到y(tǒng)，結合實際工程中的孔軸裝配任務，針對攝像機在特殊布局下的控制方法進行了研究，完成的主要工作如下①提出了仿人智能無標定視覺伺服控制方法。采用機械手混合雙目視覺伺服系統(tǒng)，針對攝像機進行特殊布局，使得固定攝像機坐標系與手上攝像機坐標系的一條軸線分別和世界坐標系的軸線平行?；谠摬季?，建立了描述手眼關系的機械手混合雙目視覺映射關系模型，并對該模型進行了定性分析及證明。基于上述定性分析，結合仿人智能控制思想，提出了機械手仿人智能無標定混合雙目視覺伺服方法，實現(xiàn)對機械手的多模態(tài)分段控制。該方法避免了傳統(tǒng)意義上對圖像雅克比矩陣的繁復估計以及矩陣求逆過程中存在的奇異性問題。②搭建了混合雙目視覺伺服仿真平臺，完成了視覺伺服仿真實驗。搭建的平臺基于VC環(huán)境開發(fā)，采用OPENINVENT構建三維場景，OPENCV實現(xiàn)視覺映射，OCOS實現(xiàn)機械手運動控制，DIRECTINPUT實現(xiàn)人機交互控制，MFC編寫圖形用戶界面。該平臺具有良好的人機交互功能和三維可視化效果，可以實現(xiàn)6自由度機械手在“眼固定”和“眼在手”配置結構相結合的混合雙目視覺伺服控制系統(tǒng)的設計和研究，并以數(shù)字、曲線和三維動畫的形式實時地顯示仿真結果。基于該平臺，完成了機械手仿人智能無標定混合雙目視覺伺服仿真實驗；③基于工業(yè)機械手DENSO、工業(yè)相機及工控機等設備，搭建了機械手混合雙目視覺伺服實物平臺，并在平臺上完成了機械手無標定混合雙目視覺伺服實驗的研究與驗證。本文仿真和實物實驗結果表明，在構建“眼在手”和“眼固定”相結合的混合雙目視覺系統(tǒng)下，通過對攝像機的特殊布局設計的仿人智能控制方法，能夠在攝像機內(nèi)外部參數(shù)無標定和不進行圖像雅克比矩陣求解的情況下，較好地完成在視覺引導下的機械手空間定位與孔軸裝配任務。

簡介：隨著我國經(jīng)濟水平的不斷提高，國民享有的醫(yī)藥服務條件也是突飛猛進，為人們的健康提供了有力的保障。同時醫(yī)藥技術的快速發(fā)展，使得藥品的種類更加豐富，這樣就對醫(yī)院或者門診的藥品管理提出了新的要求。傳統(tǒng)的儲藥架儲藥方式存在浪費空間、儲藥效率低等問題。對于患者而言，由于排隊取藥時間過長，就會降其對醫(yī)藥服務行業(yè)的滿意度。為了更好的處理上述存在的問題，對數(shù)字藥房進行了研究。研究的目的在于設計出一套數(shù)字藥房的控制系統(tǒng)，其中包括上藥機械手的結構設計、控制系統(tǒng)硬件電路設計以及軟件編程等。數(shù)字藥房要求其控制系統(tǒng)具有安全可靠和操作簡便的特點，保證藥房運行的穩(wěn)定性。針對上述要求，文中采用觸摸屏工控機作為上位機硬件控制核心，歐姆龍PLC代替原有的單片機作為下位機機電控制系統(tǒng)核心，這2種控制器具有獨立存儲、運行穩(wěn)定、簡單實用、性價比高等的特點。將觸摸屏工控機、PLC、伺服驅(qū)動器、伺服電機、交流電機和電磁鐵等部件按照控制原理相連接，從而構建出一套完整的控制系統(tǒng)。闡述了上位機和下位機控制系統(tǒng)硬件設計和軟件設計，并對上藥機械手的結構進行了創(chuàng)新設計。著重對下位機機電控制系統(tǒng)進行設計，根據(jù)相應控制原理和動作要求編寫運動程序，使的數(shù)字藥房的控制系統(tǒng)滿足安安全性、穩(wěn)定性和智能化等的性能要求。

簡介：（申請工學碩士學位論文）脫硝催化劑浸液碼垛機械手設計與研究培養(yǎng)單位培養(yǎng)單位機電工程學院機電工程學院學科專業(yè)學科專業(yè)機械工程機械工程研究生李學勤李學勤指導老師指導老師黎水平黎水平教授教授2017年5月脫硝催化劑浸液碼垛機械手設計與研究李學勤武漢理工大學

簡介：本文以五自由度柑橘收獲機械手為研究對象分別采用DH法和拉格朗日歐拉方法對該機械手的運動學和動力學進行分析建立了機械手的運動學模型和動力學模型。利用虛擬樣機技術在機械系統(tǒng)動力學軟件ADAMS上建立機械手的仿真模型按照已經(jīng)規(guī)劃的末端工具運動軌跡對實驗過程進行運動學仿真并研究了機械手的運動學和動力學指標在運動過程中的變化情況同時在仿真中也可以實現(xiàn)對其運動學理論解的驗證。為柑橘收獲機器人的設計研究提供了有效的校驗數(shù)據(jù)?；跈C器人有足夠的剛度這樣一個假設即不考慮桿件彈性變形對機器人末端運動性能的影響。首先利用PROE繪圖工具建立各主要部件的模型并加以組合裝配；然后通過MECHANISMPRO接口將虛擬樣機模型導入ADAMS中進行仿真分析；最后通過從理論上對機械手進行的仿真分析由此確定力、質(zhì)量和加速度以及力矩、慣量和角速度之間的關系。根據(jù)末端執(zhí)行器的運動情況調(diào)整設計參數(shù)使它們能以期望的方式運動保證良好的位置精度。

簡介：服務機器人作為一類新興的機器人類型市場潛力巨大，與傳統(tǒng)工業(yè)機器人相比服務機器人面臨更多的挑戰(zhàn)。服務機器人工作環(huán)境變化頻繁，服務對象為缺少使用經(jīng)驗的普通消費者甚至可能是行動能力有限的老人或殘疾人，因此服務機器人需要具有感知能力，任務規(guī)劃能力和任務學習能力才能更好的向人提供服務。目前相關研究雖然很多，但是還缺少一個運行于服務機器人上的能夠綜合這三種能力向人提供服務的框架。本文針對目前存在的問題以機器人的一種形式機械手臂為例提出了面向感知增強機械手臂的任務學習與規(guī)劃框架，能夠通過學習人的演示學會一個新的任務，根據(jù)實時環(huán)境信息自動規(guī)劃執(zhí)行學會的任務。本文的主要貢獻有1提出了一種任務學習范式，基于范式提出了感知增強的任務學習與規(guī)劃模型2定義了包含實體與環(huán)境，動作與行為的任務模型，基于確定有窮自動機DFA實現(xiàn)了任務規(guī)劃與執(zhí)行流程3提出了基于演示的任務學習方法，通過人的演示即可以讓機械手臂學會一個新的任務4基于感知增強的任務學習與規(guī)劃模型，設計并實現(xiàn)了面向感知增強機械手臂的任務學習與規(guī)劃框架5將框架部署到了真實環(huán)境中，對框架的學習效果進行了評估，將部署了框架的機械手臂系統(tǒng)作為“我的家庭服務臺”，能夠通過學習演示動作學會向人提供“拿蘋果”以及“倒水”等服務。

簡介：立柱栽培栽苗點水平位置和高度位置的離散分布決定了該栽培模式的人工作業(yè)強度大，且自動化生產(chǎn)實現(xiàn)難度大大超過地面栽培。作為設施果蔬生產(chǎn)的關鍵環(huán)節(jié)，實現(xiàn)立柱栽培的自動化移栽具有重要的意義。本文以自行開發(fā)的螺旋栽培立柱配套移栽機械手為研究對象，對螺旋栽培立柱與配套移栽機器人系統(tǒng)進行了協(xié)調(diào)運動仿真、完成了取苗栽苗苗序規(guī)劃、末端路徑規(guī)劃及時間最優(yōu)軌跡規(guī)劃，并進行了試驗驗證，為立柱栽培全自動移栽的實現(xiàn)提供了基礎。本文的主要研究工作及相關結論如下1對移栽機械手進行了運動學分析，利用MATLAB的ROBOTICSTOOLBOX建立了移栽機械手模型，并進行了移栽機械手運動軌跡仿真，并得到了各關節(jié)角的運動規(guī)律曲線。2對螺旋栽培立柱與配套移栽機器人系統(tǒng)進行PROENGINEER實體建模，通過仿真對機械手進行了工作空間分析與系統(tǒng)布局優(yōu)化，并實現(xiàn)了整機的PROENGINEER協(xié)調(diào)運動仿真，為移栽作業(yè)的末端路徑規(guī)劃提供了依據(jù)。3分別計算了16種不同苗序的取苗栽苗方案機械手移栽路徑，并與最近相鄰法計算所得路徑進行了比較，確定了按C→D蛇形取苗、按從下至上栽苗的苗序方案及最短路徑方案，達到了總路徑最短、無需避讓苗、控制簡單的目標。4利用三次樣條曲線對所選機械手移栽路徑進行樣條插值，以時間最優(yōu)為目標函數(shù)，以關節(jié)電機的速度和加速度為約束條件，利用遺傳算法進行了時間最優(yōu)軌跡規(guī)劃，建立了軌跡庫，并在實驗平臺上進行了試驗驗證，結果表明，移栽效率達457秒株，移栽時間誤差為030秒，對取苗點關節(jié)位移值進行校正后取苗點的水平定位誤差為224MM，栽苗點的水平定位誤差為276MM，取苗點和栽苗點的高度定位誤差分別為151MM和063MM，能夠滿足移栽作業(yè)的要求。本文圍繞螺旋立柱新型栽培模式的機械手移栽作業(yè)問題，完成了取苗栽苗方案的優(yōu)選、移栽路徑的規(guī)劃及時間最優(yōu)的軌跡規(guī)劃，對于提高移栽作業(yè)效率有重要意義。

簡介：分類號學號M201170369學校代碼10487密級碩士學位論文碩士學位論文圖書館圖書館ATM機機械手控制系統(tǒng)機機械手控制系統(tǒng)及隔書板變形誤差的研究及隔書板變形誤差的研究學位申請人周占明學科專業(yè)機械制造及其自動化指導教師吳昌林教授答辯日期2014年1月15日

簡介：近年來，我國基礎設施建設和制造業(yè)迅速發(fā)展，從事建筑業(yè)和制造業(yè)的工人群體不斷擴大。大型機械設備的使用帶來較高產(chǎn)能的同時，也帶來較多不安全因素，工傷事故導致手部殘疾的案例屢見不鮮。然而，現(xiàn)代商業(yè)仿生機械手雖然具備自然手相應功能，但是大多價格昂貴，普通工人家庭寧可保持斷指之痛，也不愿購買。因此，開發(fā)一種價格低廉、滿足斷指群體日常生活需求、結構簡單的機械手，對于改變國內(nèi)的肢體殘疾群體現(xiàn)狀具有重大意義。通過研究機械手的國內(nèi)外現(xiàn)狀，分析了當前國內(nèi)外機械手的優(yōu)缺點。在研究剛性機械手和柔性機械手的基礎上，提出了剛性連桿機械手指和管狀柔性鉸鏈機械手指兩種設計方法。剛性連桿機械手指由一系列剛性零件組成而成，結構簡單，便于制造，僅有一個自由度。通過UG軟件對手指零件建立模型，進行裝配，導入ADAMS軟件進行運動學分析，可以得到手指的運動軌跡和速度曲線，而且可以根據(jù)需要不斷修改模型。通過解析計算，得到了手指運動時各零件需滿足的幾何位置關系，經(jīng)過軟件分析和實物制作，證明該手指能完成屈伸動作，可以滿足一般斷指群體需求。管狀柔性鉸鏈機械手指是一種新型柔性機械手指。本文對管狀柔性鉸鏈進行了力學分析和實驗對比，得到管狀柔性鉸鏈受力和形變的非線性關系。提出不同形狀雙開口管狀柔性鉸鏈并通過ANSYS軟件模擬柔性鉸鏈受力彎曲的狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)雙開口柔性鉸鏈的開口形狀和開口深度對手指的彎曲狀態(tài)有很大影響。

簡介：本文主要對自治水下運載器機械手系統(tǒng)UNDERWATERVEHICLEMANIPULATSYSTEMS，UVMS協(xié)調(diào)控制技術進行了深入研究，包括運動學規(guī)劃技術和關節(jié)空間軌跡跟蹤控制技術這兩方面內(nèi)容。針對自治UVMS運動學冗余、各子系統(tǒng)動態(tài)響應特性不一致的特點，本文提出了一種基于模糊算法的多任務加權投影梯度法，有效解決了UVMS的運動學規(guī)劃問題。而針對存在強非線性耦合、較復雜參數(shù)不確定性及未知外干擾的自治UVMS關節(jié)空間軌跡跟蹤控制難題，提出了基于時延估計TIMEDELAYESTIMATION，TDE的非線性魯棒控制策略，解決了UVMS關節(jié)空間軌跡跟蹤的非線性魯棒控制難題。最終，將所提運動學規(guī)劃算法和非線性魯棒控制算法結合在一起，有效地實現(xiàn)了存在較大綜合不確定性狀態(tài)下的自治UVMS協(xié)調(diào)控制。本文共分為八章，各章內(nèi)容概括如下第一章，介紹了UVMS發(fā)展的歷史和國內(nèi)外現(xiàn)狀，并對構成UVMS協(xié)調(diào)控制技術的運動學規(guī)劃技術和關節(jié)空間軌跡跟蹤控制技術進行了詳細的回顧和介紹。最后簡述了本課題的研究意義、研究難點和研究內(nèi)容。第二章，介紹了本課題所研究UVMS的開發(fā)背景、總體結構和各子系統(tǒng)的組成，并通過試驗給出了執(zhí)行器廣義輸出力和輸入信號之間的擬合關系式。第三章，簡述了水下運載器和水下電驅(qū)機械手各自的運動情況，建立了兩者獨立的運動學模型。而后將其融合得到相應的UVMS關節(jié)空間和任務空間的運動學模型。而對于動力學模型，考慮到UVMS的高維數(shù)及水動力參數(shù)的復雜性，一般很難通過嚴格的數(shù)學推導準確得到。因此，本章主要利用MATLABSIMULINK下的SIMMECHANICS工具箱和三維建模軟件SOLIDWKS建立了UVMS的動力學模型。最終，在MATLABSIMULINK環(huán)境下建立了完整的UVMS仿真模型。第四章，針對具有運動學冗余特性的UVMS運動學規(guī)劃問題，提出了一種基于模糊算法的多任務加權投影梯度法。該方法利用模糊算法有效地解決了次要約束之間的優(yōu)先級問題，然后采用加權投影梯度法在保證主任務的同時，較好的協(xié)調(diào)多個約束條件。最后，通過多組對比仿真研究驗證了所提算法的有效性。第五章，針對存在強非線性耦合、較復雜參數(shù)不確定性及未知外干擾的UVMS關節(jié)空間軌跡跟蹤控制難題，提出了一種基于連續(xù)性TDE技術的非線性魯棒控制策略。該策略的核心思想是利用TDE技術構建控制器主體架構，然后采用其他控制方法實現(xiàn)對系統(tǒng)控制效果的調(diào)節(jié)。而TDE技術的核心思想是利用系統(tǒng)前一段時刻的運動狀態(tài)量來估算當前時刻的系統(tǒng)集總動態(tài)模型，用以實現(xiàn)對系統(tǒng)動態(tài)的補償。故基于TDE技術的控制器一般對系統(tǒng)動力學模型依賴較小。在此基礎上，作者首先提出了一種基于TDE技術的PD控制器。該算法具有結構簡單、易于應用的特點。而后，為進一步提升系統(tǒng)的控制品質(zhì)，作者將終端滑?？刂品椒ㄅcTDE技術有機地結合在一起，提出了一種基于TDE技術的終端滑?？刂破?。使用LYAPUNOV穩(wěn)定性理論，證明了當存在集總不確定項時系統(tǒng)的穩(wěn)定性，并給出了系統(tǒng)跟蹤誤差的范圍。為驗證所提算法的有效性，本章將兩種基于TDE技術的控制方法與傳統(tǒng)PD控制器進行了對比仿真和水池試驗研究。結果表明，相對傳統(tǒng)PD控制器兩種所提算法均可保證較好的控制性能和較強的魯棒性，且具有對系統(tǒng)模型依賴程度低的優(yōu)點。同時，基于TDE技術的終端滑?？刂破骺色@取比基于TDE技術PD控制器更優(yōu)的控制品質(zhì)和魯棒性。第六章，針對存在較大綜合不確定性的UVMS關節(jié)空間軌跡跟蹤控制難題，在前文所提基于連續(xù)性TDE技術的非線性魯棒控制策略的基礎上，為進一步提高系統(tǒng)控制品質(zhì)、減弱測量噪聲的影響，提出了一種基于離散TDE技術的非線性魯棒控制方法。一般來說，UVMS不會配備加速度測量傳感器。而為了滿足連續(xù)性TDE技術對加速度信息的需求，大多會對位置或速度信息微分以獲取加速度信息。雖然可以通過降低控制器參數(shù)或增加濾波器來抑制測量噪聲對系統(tǒng)控制效果的影響，但是這樣可能會限制內(nèi)環(huán)控制量對系統(tǒng)控制品質(zhì)的調(diào)節(jié)作用。并且微分操作及額外的濾波器都會增加控制器的復雜性，加重計算負擔，不利于控制器的工程實際應用。而與基于連續(xù)性TDE技術的控制方法相比，基于離散TDE技術的算法無需加速度信息，結構更加簡單，更加適用于實際工程應用。使用LYAPUNOV穩(wěn)定性理論，深入分析了閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。由理論分析知，系統(tǒng)軌跡的跟蹤誤差將收斂到一個小球域內(nèi)。為驗證所提算法的有效性，開展了仿真與水池試驗研究。相關結果表明所提算法可以較好地保證系統(tǒng)跟蹤控制品質(zhì)，同時具有相對基于連續(xù)性TDE技術的非線性魯棒控制算法更簡單、更易于實際應用的結構。第七章，針對存在較大綜合不確定性的UVMS協(xié)調(diào)控制難題，將上文所提UVMS運動學規(guī)劃算法和非線性魯棒控制算法有機地整合在一起，提出了一種UVMS協(xié)調(diào)控制策略，并通過仿真驗證了所提控制策略的有效性。第八章，對本文的主要研究工作、結論和創(chuàng)新點進行了總結和歸納，針對UVMS協(xié)調(diào)控制的研究作出展望，并簡單介紹了本課題未來所需繼續(xù)開展的研究工作。

簡介：機器視覺作為獲得環(huán)境信息的主要手段之一可以增加工業(yè)機器人的自主能力提高其靈活性。工業(yè)機器人通過視覺如何根據(jù)所獲取的圖像信息正確地、實時地提取出工件特征參數(shù)、識別出工件類型并判斷出工件所處的位置姿態(tài)是機器視覺應用于工業(yè)領域的關鍵技術之一。本文以機械手目標識別和定位算法為研究目標主要針對工件的實時匹配識別技術和空間定位技術進行了詳細的研究。主要工作如下1為了解決亮度不均勻等復雜環(huán)境下的圖像匹配問題改進了一種基于邊緣匹配的工件識別算法。該算法對原始圖和模板圖采用樣條小波進行增強用CANNY算子提取的邊緣信息作為匹配特征將改進的HAUSDFF距離作為圖像匹配的相似性度量在搜索過程中采用了基于種群代溝信息的自適應遺傳算法在不損失解的質(zhì)量的情況下使遺傳算法求解效率得到明顯的改善。實驗結果表明該算法不僅加快了匹配過程對于光照條件的變化具有很好的抵抗能力而且能有效解決不易提取邊緣信息等情況下的圖像匹配識別問題。2為了解決平移、旋轉、縮放和部分遮擋等復雜環(huán)境下的工件圖像匹配問題給出了一種基于SIFT特征匹配的工件識別算法。該算法采用SIFT尺度不變特征變換特征作為匹配特征引入歐氏距離作為圖像匹配的相似性度量最后對特征點進行錯配消除大大提高了匹配的速度。實驗結果證明該算法能有效解決具有平移、旋轉、縮放和部分遮擋等情況下的工件匹配識別問題。3小波變換具有數(shù)據(jù)壓縮和檢測信號局部突變的能力而SIFT尺度不變特征變換對于平移、旋轉、縮放和部分遮擋具有不變性。結合小波變換與SIFT特征提出了一種有效的工件圖像匹配方法。該方法將原始圖和模板圖做小波分解以獲得粗尺度的平滑圖像；利用DOG算子對工件圖像進行關鍵點檢測進而用歐氏距離對關鍵點進行特征匹配最后對特征點進行錯配消除。因此兩者優(yōu)勢的結合不但可以有效減少工件圖像匹配的計算量而且還可以減弱對于圖像采集平臺拍攝方位、拍攝距離、角度、光照條件等的依賴性提高算法的實用性。4結合生產(chǎn)制造過程中工件的自動定位、識別、計數(shù)、分類等問題為滿足硬件及實時性要求針對DSP6000系列VC4016嵌入式智能相機以下簡稱VC4016提出一種基于視覺的工件特征向量匹配識別方法對每個工件進行特征提取并建立向量對應關系采用特征向量匹配方法與基于神經(jīng)網(wǎng)絡實現(xiàn)工件的識別。然后應用VC4016采用色彩轉換RLCRUNLENGTHCODE圖像處理技術和SOCKET通信技術實現(xiàn)工件自動定位識別系統(tǒng)的軟件開發(fā)。5對目標的三維重建工作進行了研究主要從視覺系統(tǒng)的構建入手通過對常用的攝像機模型及其標定方法的分析建立了同時對兩攝像機進行標定來推導兩攝像機位姿關系的方法。鑒于棋盤格圖像應用在本文的攝像機標定中因此為了對邊緣模糊的棋盤格圖像進行在線標定提出了一種改進棋盤格圖像角點檢測效果的方法該方法是對標定板圖像采用小波增強以提高標定板圖像的清晰度。利用圖像點及攝像機的標定參數(shù)求解空間點的位置根據(jù)兩攝像機之間的位姿關系把圖像點在某一攝像機坐標系下的坐標值轉化為另一攝像機坐標系下的坐標值從而簡化了空間點的求解問題。