基于視覺的電力線除冰機(jī)器人抓線控制方法研究.pdf

1、隨著CCD成像技術(shù)及計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展,視覺控制被越來越多地應(yīng)用到生產(chǎn)生活的各個(gè)方面,針對(duì)電力線除冰機(jī)器人這一特殊的應(yīng)用領(lǐng)域,視覺控制的引入無疑將大幅提高除冰機(jī)器人的智能自主能力。為此,本文就基于視覺的電力線除冰機(jī)器人抓線控制進(jìn)行了深入的研究。
　　 論文首先回顧了機(jī)器人視覺控制的發(fā)展概況及現(xiàn)階段的研究進(jìn)展,概括性地介紹了機(jī)器人視覺控制的基本概念、分類及典型結(jié)構(gòu),接著討論了除冰機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型和手眼模型,然后提出了兩種視覺控

2、制結(jié)構(gòu)下的除冰機(jī)器人抓線運(yùn)動(dòng)控制算法,即基于位置的視覺控制和基于圖像的視覺伺服控制。
　　 在對(duì)機(jī)器人視覺控制基礎(chǔ)理論的研究中,著重比較了基于位置的視覺伺服控制、基于圖像的視覺伺服控制和2.5D視覺伺服控制的異同及各自的優(yōu)缺點(diǎn),并對(duì)機(jī)器人視覺控制的研究進(jìn)展進(jìn)行了探討。
　　 在除冰機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)模型及視覺控制結(jié)構(gòu)的研究方面,采用了D-H方法構(gòu)建了除冰機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型,并建立了其手眼模型,然后對(duì)除冰機(jī)器人抓線控制原理進(jìn)行了

3、介紹。
　　 在基于位置的視覺控制方面,設(shè)計(jì)了一種基于位置給定型視覺控制的除冰機(jī)器人抓線控制算法,其中提出了一種基于輸電線纜類圓柱體幾何特征及攝像機(jī)成像模型的單目視覺立體定位算法,然后提出了一種避免復(fù)雜逆運(yùn)動(dòng)學(xué)求解的抓線控制策略,該策略主要思想是通過找到機(jī)械臂夾持器末端的工作曲面與輸電線纜的軸線在空間中的交點(diǎn)來確定線纜抓取點(diǎn)及抓取線纜時(shí)機(jī)器人各個(gè)關(guān)節(jié)的位置。
　　 在基于圖像的視覺伺服控制方面,首先選擇了合適的輸電線纜圖