基于雙目視覺的伺服機械臂運動控制研究.pdf

1、機器人視覺技術自出現(xiàn)以來，就備受關注并得到極大發(fā)展，在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療、服務業(yè)以及航空航天等多個領域都得到了廣泛的應用。然而隨著研究的深入和應用的發(fā)展，人們對于視覺伺服機器人系統(tǒng)的準確性、實時性和穩(wěn)定性都提出了更高的要求，因此目前針對實時控制系統(tǒng)的視覺控制技術仍有較大的提升空間。
　　基于機器人視覺技術目前的技術現(xiàn)狀和發(fā)展方向，本文以雙目視覺伺服的六自由度機械臂系統(tǒng)作為研究對象，分別從機械臂的運動學分析理論、運動軌跡規(guī)劃理論、雙目

2、視覺理論進行較為深入的分析和研究，將雙目視覺理論和機械臂控制理論有機結合起來，并著重對現(xiàn)有雙目視覺技術中的最為復雜的立體匹配理論進行研究和改進。
　　本文主要完成了以下五個方面的分析、研究、設計和驗證。以六自由度機械臂為模型進行運動學分析和描述，并以此為對象利用D-H模型進行建模和仿真，并進行了正、逆運動學求解分析，作為機械臂控制的理論基礎;基于運動學建模并分別對于關節(jié)空間中的軌跡規(guī)劃和笛卡爾空間中的軌跡規(guī)劃進行了分析，并利用MA

3、TLAB平臺對多項式插值算法和給定路徑插補算法進行了仿真;對雙目視覺識別技術進行結構化分析，并著重對稠密立體匹配進行了研究，并基于已有的區(qū)域生長理論引入預篩選、自適應閾值的Shi-Tomasi圖像分割理論和跳躍式快速生長的概念，對算法進行了優(yōu)化，并進行了理論分析和實驗驗證;基于以上研究和優(yōu)化，基于LabVIEW和FPGA設計了雙目視覺伺服機械臂實時控制系統(tǒng);最后利用搭建的控制系統(tǒng)對理論研究進行了參數(shù)調(diào)整、性能測試、理論驗證和結果分析。<