視覺伺服四自由度機械臂的研究.pdf

1、隨著計算機硬件、各類電子器件處理能力的增強，在現(xiàn)代工業(yè)的自動化生產(chǎn)過程中，機器人應用越來越廣泛，執(zhí)行的任務也越來越復雜，對機器人要求也就越來越高。為了增強機器人的環(huán)境自適應能力，許多先進的機器人裝備了各種不同的傳感器，譬如攝像機(視覺傳感器)、聲波定位傳感器以及觸覺傳感器等。盡管特定的應用場合可能要求比較特殊的傳感器，但視覺傳感器為絕大部分應用提供了一個更為有效、通用的方法?，F(xiàn)在機器人研究的一個熱點就是在機器人位置和運動的控制中，利用視

2、覺信息反饋，來構(gòu)成機器人運作的閉環(huán)控制。
　　機器人視覺伺服控制涉及到圖像處理、計算機視覺、運動學、動力學、控制理論以及實時計算等領域，是一個復雜非線性控制。在本文中，設計了一個以插軸入孔為實驗目標、眼在手上的四自由度機械臂視覺伺服系統(tǒng)平臺，運用一種基于圖像反饋的視覺伺服控制方式，避免了將視覺信息映射到機器人空間的復雜運算，直接從圖像平面信息中得出機械臂關節(jié)的控制信息。
　　課題機械臂系統(tǒng)由關節(jié)伺服系統(tǒng)和視覺伺服系統(tǒng)兩部分組

3、成，相應的在主控計算機和圖像處理計算機上設計。課題設計包括PWM調(diào)速、限位保護以及信號檢測與處理等相關電路的電路板對關節(jié)的直流伺服電機實現(xiàn)驅(qū)動與控制。通過PCI1711數(shù)據(jù)采集卡，搭建RTW的實時仿真系統(tǒng)，建立了各關節(jié)的數(shù)學模型，并設計了具有速率環(huán)、位置環(huán)的雙閉環(huán)結(jié)構(gòu)的關節(jié)伺服控制器。利用Matlab下的圖像處理工具箱，完成圖像采集、預處理以及特征點提取等部分工作。采用神經(jīng)網(wǎng)絡學習方法設計視覺伺服控制器，避免求取圖像雅可比矩陣的復雜計算