全方位移動(dòng)機(jī)器人視覺(jué)導(dǎo)航和運(yùn)動(dòng)控制研究.pdf

1、在柔性自動(dòng)化生產(chǎn)線的物料搬運(yùn)過(guò)程中，為了提高物料搬運(yùn)設(shè)備在自主導(dǎo)航過(guò)程中的安全性和運(yùn)動(dòng)精確性，本文對(duì)全方位物料搬運(yùn)機(jī)器人進(jìn)行了改進(jìn)，包括運(yùn)動(dòng)精度的測(cè)量及改進(jìn)、視覺(jué)導(dǎo)航、安全性分析以及物料搬運(yùn)的研究。本文對(duì)以上幾個(gè)方面的設(shè)計(jì)進(jìn)行了闡述，并進(jìn)行理論分析以及實(shí)驗(yàn)研究。
　　現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)為基于麥克納姆(Mecanum)輪的全方位移動(dòng)機(jī)器人，包括底盤層、控制系統(tǒng)層和應(yīng)用層。為了提高全方位移動(dòng)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)精度，在測(cè)量支架上安裝CCD彩色視覺(jué)

2、傳感器。當(dāng)移動(dòng)機(jī)器人做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，檢測(cè)移動(dòng)機(jī)器人幾何中心的位置和方向角的變化，通過(guò)對(duì)機(jī)器人各輪進(jìn)行差速補(bǔ)償，以提高其運(yùn)動(dòng)精度。使用橡膠空氣彈簧實(shí)現(xiàn)減振，使移動(dòng)底盤上方的控制系統(tǒng)層和應(yīng)用層具有良好的平穩(wěn)性，為移動(dòng)機(jī)器人視覺(jué)導(dǎo)航和物料運(yùn)輸實(shí)現(xiàn)安全行駛做好準(zhǔn)備。
　　使用Kinect攝像機(jī)進(jìn)行全方位移動(dòng)機(jī)器人的視覺(jué)導(dǎo)航研究，對(duì)攝像機(jī)采集的圖像進(jìn)行逆透視變換及利用OpenCV對(duì)圖像預(yù)處理操作以獲得視覺(jué)導(dǎo)航信息。利用全方位移動(dòng)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)特

3、性設(shè)計(jì)視覺(jué)導(dǎo)航模型，建立圓弧路徑規(guī)劃、切線角偏差及橫向偏差的導(dǎo)航模型。建立以移動(dòng)機(jī)器人幾何中心為原點(diǎn)的視覺(jué)導(dǎo)航模型，提高移動(dòng)機(jī)器人在狹小空間內(nèi)進(jìn)行視覺(jué)導(dǎo)航的運(yùn)動(dòng)性能。對(duì)增量式PID算法進(jìn)行研究，利用Matlab對(duì)其進(jìn)行仿真，通過(guò)觀察對(duì)軌跡追蹤效果以獲得PID的各參數(shù)值。利用全方位移動(dòng)機(jī)器人進(jìn)行視覺(jué)導(dǎo)航實(shí)驗(yàn)，分別用兩種不同的視覺(jué)導(dǎo)航模型對(duì)導(dǎo)航線進(jìn)行視覺(jué)導(dǎo)航，使移動(dòng)機(jī)器人快速糾正切線角偏差和橫向偏差，使其對(duì)含有直線和圓弧的導(dǎo)航路徑實(shí)現(xiàn)跟蹤。