基于圖像雅可比矩陣的關(guān)節(jié)機(jī)器人視覺伺服控制系統(tǒng)研究.pdf

1、機(jī)器人視覺伺服問題是當(dāng)今國內(nèi)外研究的熱點(diǎn)問題之一，其研究成果不僅能夠應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)，如上料、下料、搬運(yùn)、噴涂、點(diǎn)焊、精密裝配、質(zhì)量檢驗(yàn)等，而且能夠促進(jìn)各項(xiàng)相關(guān)學(xué)科的發(fā)展。
　　 本文通過分析研究典型關(guān)節(jié)型機(jī)器人視覺伺服系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，針對(duì)系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)——圖像矩特征提取及基于圖像矩特征的視覺伺服控制器設(shè)計(jì)作了一定的理論研究和分析，并在此基礎(chǔ)上構(gòu)建了典型關(guān)節(jié)型機(jī)器人視覺伺服仿真系統(tǒng)模型，設(shè)計(jì)了相應(yīng)的軟件算法，具體內(nèi)容如下：
　

2、　 (1)介紹了當(dāng)前機(jī)器人視覺伺服系統(tǒng)的分類和機(jī)器人視覺伺服技術(shù)的發(fā)展概況，并引入了機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)模型和視覺系統(tǒng)成像模型；給出了不同坐標(biāo)系間的位姿、位姿變化率的變換關(guān)系及機(jī)器人雅可比矩陣；在上述模型的基礎(chǔ)上建立了眼在手上(eye in hand)構(gòu)型典型關(guān)節(jié)型機(jī)器人視覺伺服仿真系統(tǒng)模型的框架。
　　 (2)本文采用近年來被國內(nèi)外研究人員廣泛采用的基于圖像（image based）的視覺伺服方案進(jìn)行機(jī)器人視覺伺服研究，使用全局特征

3、描述子——圖像矩作為圖像特征信息，推導(dǎo)出了圖像零階矩和物體成像深度間的解析關(guān)系式，并在理論上推導(dǎo)出了基于圖像矩特征的圖像雅可比矩陣；證明了圖像矩特征與圖像點(diǎn)特征間映射為有界線性映射，并基于此論斷將圖像點(diǎn)特征空間的基本矩陣構(gòu)造方法推廣到了圖像矩特征空間；設(shè)計(jì)了滿足李雅普諾夫大范圍漸進(jìn)穩(wěn)定性的非線性系統(tǒng)魯棒比例控制器。
　　 (3)通過前面構(gòu)建的眼在手上（eye in hand）構(gòu)型機(jī)器人視覺伺服仿真系統(tǒng)，對(duì)靜態(tài)目標(biāo)和做平面四自由度