基于視覺信息的移動機器人非線性控制系統(tǒng)設(shè)計.pdf

1、機器人自主導(dǎo)航問題是當今機器人研究領(lǐng)域的熱點問題。在機器人導(dǎo)航任務(wù)中，機器人必須要回答這三個經(jīng)典的問題:我在哪里？周圍的世界是什么樣子的？怎么才能到達目的地？移動機器人視覺伺服作為移動機器人視覺導(dǎo)航的重要組成部分，能夠成功的解決“周圍的世界是什么樣子”，“如何才能到達目的地”這兩個問題。
　　 本論文利用視覺傳感器所提供的視覺信息作為控制系統(tǒng)閉環(huán)反饋信息來設(shè)計移動機器人的非線性控制系統(tǒng)。在計算機視覺方面，本論文研究了多視圖幾何約

2、束的相關(guān)問題，選取了基礎(chǔ)矩陣這一經(jīng)典的兩視圖之間的幾何約束，采用歸一化八點法來完成對基礎(chǔ)矩陣的估計。然后，應(yīng)用自抗擾控制理論和滑?？刂评碚撛O(shè)計移動機器人非線性控制系統(tǒng)，提出了三種移動機器人非線性系統(tǒng)的設(shè)計方案。本論文的研究工作和創(chuàng)新點概述如下:
　　 (1)詳細分析了估計基礎(chǔ)矩陣的歸一化八點算法，通過MATLAB仿真驗證表明歸一化八點法具有極高的準確性和快速性。并通過具體的實際場景實驗，在實際場景中有隨機噪聲干擾的情況下，驗證了

3、歸一化八點法有很好的魯棒性。
　　 (2)設(shè)計了基于自抗擾控制理論的移動機器人橫向位移控制器，在MATLAB仿真環(huán)境中建立了相應(yīng)的Simulink仿真模型，驗證了控制器的有效性。根據(jù)相應(yīng)的實時觀測到的航向角反饋信息，設(shè)計了基于自抗擾控制理論的移動機器人航向角跟蹤控制器，并通過在MATLAB環(huán)境中的仿真，驗證了我們所設(shè)計的基于自抗擾控制理論的控制器的有效性，并可實現(xiàn)對航向角的快速平滑跟蹤。
　　 (3)設(shè)計了基于兩視圖幾何