基于六自由度機(jī)械臂的視覺伺服系統(tǒng)研究.pdf

1、人類大腦從外部世界獲得的信息主要來自視覺感知，在人工智能化日益發(fā)展的大趨勢下，機(jī)器人技術(shù)中強(qiáng)化視覺是非常重要的?，F(xiàn)在日新月異發(fā)展的機(jī)器人視覺伺服技術(shù)，不同于傳統(tǒng)機(jī)器人控制技術(shù)，通過將視覺信息引入并將其反饋至機(jī)器人控制系統(tǒng)中，用于控制機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)，使其提高環(huán)境適應(yīng)性。而無標(biāo)定視覺伺服由其良好的適應(yīng)性，越來越受到人們的關(guān)注研究。本文以PUMA560機(jī)械臂作為機(jī)器人伺服運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的本體，使用TMS320DM6437為處理器，這也是TI公司專門為

2、視覺處理開發(fā)的達(dá)芬奇平臺(tái)，通過對(duì)所采集的視覺信息的有效處理，構(gòu)建了無標(biāo)定視覺伺服控制系統(tǒng)，將機(jī)器人運(yùn)動(dòng)與視覺感知很好地結(jié)合。
　　在機(jī)械臂關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)控制部分，首先建立了PUMA560機(jī)械臂的關(guān)節(jié)模型，并對(duì)其建立了速度與位置的雙閉環(huán)控制，通過仿真進(jìn)行驗(yàn)證。然后根據(jù)連桿坐標(biāo)系及改進(jìn)的D-H方法建立機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)學(xué)模型。
　　在視覺處理部分，本文所采用的處理平臺(tái)是達(dá)芬奇DM6437，對(duì)采集的圖像進(jìn)行了采集、灰度化等預(yù)處理操作，在此基礎(chǔ)上

3、，經(jīng)過大量仿真比對(duì)，最后使用霍夫變換對(duì)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)進(jìn)行特征提取和中心定位。同時(shí)，通過對(duì)程序的研究，對(duì)源代碼，主要以C語言編寫，進(jìn)行優(yōu)化，并通過編譯設(shè)置的優(yōu)化，極大縮短了算法對(duì)每一幀圖像的處理時(shí)間，提高了系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性。
　　最后，在無標(biāo)定視覺伺服控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，先在圖像空間中進(jìn)行軌跡規(guī)劃，然后通過可變步長的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)訓(xùn)練，最后可以將所估下一時(shí)刻目標(biāo)速度值映射到機(jī)械臂末端，通過對(duì)機(jī)械臂的仿真，可以達(dá)到驅(qū)動(dòng)機(jī)械臂按照目標(biāo)物體的軌跡