移動機器人視覺鎮(zhèn)定的若干關鍵問題研究.pdf

1、由于深度信息的缺失以及非完整約束的存在，移動機器人視覺鎮(zhèn)定問題一直是機器人與自動控制領域的一個難題。迄今，在視覺鎮(zhèn)定這一研究領域已取得一些研究成果，但是，現(xiàn)有的視覺鎮(zhèn)定控制器在設計上仍然存在一些有待解決的關鍵問題，如初始時刻的速度和力矩容易發(fā)生突變、伺服效率低、難以使目標特征在視覺鎮(zhèn)定過程中始終保持可見以及模型參數(shù)不確定性等。這些問題能否合理解決影響著視覺鎮(zhèn)定的性能。本文以帶有單目攝像機的移動機器人為對象，對其視覺鎮(zhèn)定控制器設計中存在的

2、上述關鍵問題進行深入研究，主要內容如下:
　　 1、針對深度信息缺失及初始速度和力矩突變問題，設計一種自適應、滑模和神經(jīng)動力學相結合的視覺鎮(zhèn)定控制器。利用自適應方法對未知的深度信息進行在線估計，并基于Lyapunov理論和滑模思想分別設計速度和力矩控制器，再將神經(jīng)動力學模型嵌入到控制器中以解決速度和力矩突變問題。
　　 2、針對伺服效率低問題，設計一種極線幾何和三焦距張量相結合的分步切換視覺鎮(zhèn)定控制規(guī)律。采用三步切換控制

3、策略，將極線幾何和三焦距張量相結合基于Lyapunov理論設計力矩切換控制規(guī)律，實現(xiàn)移動機器人的最短路徑鎮(zhèn)定。
　　 3、針對攝像機視野約束問題，研究一種基于預測控制的視覺鎮(zhèn)定方法?？紤]系統(tǒng)中存在的速度和力矩約束以及攝像機的可見性約束，采用非線性模型預測控制策略來設計速度和力矩控制器，在鎮(zhèn)定過程中保證目標特征點始終可見。
　　 4、針對機器人運動學和動力學模型以及電機動力學模型的參數(shù)不確定性問題，研究一種動態(tài)面控制技術與