機(jī)械手五自由度無標(biāo)定視覺伺服仿人智能控制.pdf

1、機(jī)械手視覺伺服將機(jī)械手控制和視覺感知相結(jié)合，在視覺反饋信息引導(dǎo)下，機(jī)械手在工作空間內(nèi)能實現(xiàn)對目標(biāo)物的視覺定位與跟蹤?；谝曈X感知的機(jī)械手應(yīng)用不再局限于固定已知環(huán)境下的簡單重復(fù)作業(yè)，它拓展了機(jī)械手的使用范圍。
　　在攝像機(jī)參數(shù)未標(biāo)定情況下，無標(biāo)定視覺伺服根據(jù)像平面的圖像特征誤差設(shè)計控制律，并采用視覺映射模型將圖像特征變化映射成笛卡爾空間機(jī)械手的運動量，直接驅(qū)動機(jī)械手運動使圖像特征誤差收斂于零。由于無標(biāo)定視覺伺服未建立圖像特征變化與機(jī)

2、械手運動變化的精確映射模型，且機(jī)械手對象又是一個高度非線性和時變的復(fù)雜動力學(xué)系統(tǒng)，所以機(jī)械手無標(biāo)定視覺伺服實質(zhì)是一個典型的未建模動態(tài)非線性控制問題，它也是當(dāng)前機(jī)械手智能控制領(lǐng)域的研究熱點與重點。
　　仿人智能控制是模仿人的控制行為和控制經(jīng)驗來設(shè)計控制律。本文基于仿人智能控制理論，提出了基于仿人智能控制的機(jī)械手五自由度無標(biāo)定視覺伺服方法，主要工作如下：
　?、籴槍o標(biāo)定視覺伺服笛卡爾空間機(jī)械手位姿定位，本文提出了基于仿人智能控

3、制的機(jī)械手五自由度無標(biāo)定視覺伺服方法。該方法采用基于點和角度特征的雙目視覺圖像雅可比矩陣近似描述機(jī)械手無標(biāo)定視覺伺服動態(tài)手眼映射關(guān)系，并依據(jù)機(jī)械手與攝像機(jī)先驗知識劃分了圖像特征模態(tài)，在卡爾曼濾波估計在線更新圖像雅可比矩陣基礎(chǔ)上，結(jié)合仿人智能控制定性決策與定量控制二次映射方法，設(shè)計了機(jī)械手五自由度無標(biāo)定視覺定位仿人智能多模態(tài)視覺伺服控制器，并給出了仿人智能多模態(tài)視覺伺服控制器的穩(wěn)定性條件。
　?、诓捎肞uma560機(jī)械手模型、工業(yè)攝

4、像機(jī)模型和Simulink模型，建立了基于仿人智能控制的機(jī)械手五自由度無標(biāo)定視覺伺服仿真平臺，并進(jìn)行了機(jī)械手五自由度無標(biāo)定視覺伺服定位仿真實驗。
　?、刍诹杂啥葯C(jī)械手和兩個工業(yè)攝像機(jī)搭建了機(jī)械手無標(biāo)定視覺伺服實物平臺，進(jìn)行了機(jī)械手五自由度無標(biāo)定視覺伺服定位實物實驗,并將本文所提方法與兩點圖像特征方法進(jìn)行了實物對比實驗。
　　通過仿真與實驗，驗證了本文所提方法對無標(biāo)定視覺伺服笛卡爾空間機(jī)械手位姿定位的有效性。與兩點圖像特征