基于單應(yīng)性的移動(dòng)機(jī)器人反饋鎮(zhèn)定與編隊(duì)跟隨控制.pdf

1、對(duì)于以往的機(jī)器人控制系統(tǒng)而言，其獲取周圍環(huán)境信息的途徑大多是激光、雷達(dá)和定位系統(tǒng)等，而近些年機(jī)器視覺(jué)的發(fā)展讓人們發(fā)現(xiàn)了信息獲取的新途徑，進(jìn)而誕生了機(jī)器人視覺(jué)伺服控制，通過(guò)賦予機(jī)器人視覺(jué)的功能使其能更全面的感知周圍環(huán)境，提高機(jī)器人控制系統(tǒng)的自動(dòng)化及智能化程度。另一方面，對(duì)于移動(dòng)機(jī)器人而言，其運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)是實(shí)現(xiàn)機(jī)器人智能化的關(guān)鍵，因此本文的研究工作圍繞著將視覺(jué)伺服控制引入到移動(dòng)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)控制中，主要是體現(xiàn)在運(yùn)動(dòng)控制中的反饋鎮(zhèn)定和編隊(duì)跟隨兩

2、大關(guān)鍵技術(shù)。傳統(tǒng)的基于圖像的視覺(jué)伺服控制通常采用固定特征點(diǎn)為控制變量，往往存在局部遮擋和噪聲影響較大的問(wèn)題，而多視圖幾何包含更全面的信息，能夠更好地反映相對(duì)位姿關(guān)系，本文采用多視圖幾何中的單應(yīng)性特征，以輪式移動(dòng)機(jī)器人為研究對(duì)象，結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)模型，分別提出了新型的移動(dòng)機(jī)器人反饋鎮(zhèn)定和編隊(duì)跟隨控制律。主要研究工作分述如下:
　　1.根據(jù)處理方法將視覺(jué)伺服過(guò)程中的圖像處理分為兩部分，第一部分采用傳統(tǒng)的sift等算法提取并匹配特征點(diǎn)，并利用

3、特征點(diǎn)對(duì)的像素坐標(biāo)計(jì)算單應(yīng)性矩陣，第二部分則是基于稀疏光流法對(duì)事先選取的特征點(diǎn)進(jìn)行跟蹤，計(jì)算實(shí)時(shí)增量單應(yīng)性矩陣，并依據(jù)單應(yīng)性的傳遞特性進(jìn)而得到當(dāng)前單應(yīng)性矩陣，該方法無(wú)需多次進(jìn)行特征點(diǎn)提取與匹配，運(yùn)算時(shí)間短，大大提高了系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性。
　　2.針對(duì)運(yùn)動(dòng)學(xué)模型描述的非完整移動(dòng)機(jī)器人提出了一種基于單應(yīng)性的反饋鎮(zhèn)定控制策略，該策略可以在缺乏深度信息的條件下，利用單應(yīng)性元素構(gòu)造誤差變量，所設(shè)計(jì)的切換控制器可在滿足非完整約束的同時(shí)驅(qū)動(dòng)機(jī)器人完成