基于無標定視覺位置伺服機械臂系統(tǒng)研究.pdf

1、廈門大學學位論文原創(chuàng)性聲明本人呈交的學位論文是本人在導師指導下，獨立完成的研究成果。本人在論文寫作中參考其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表的研究成果，均在文中以適當方式明確標明，并符合法律規(guī)范和《廈門大學研究生學術活動規(guī)范(試行)》。另外，該學位論文為()課題(組)的研究成果，獲得()課題(組)經(jīng)費或實驗室的資助，在()實驗室完成。(請在以上括號內填寫課題或課題組負責人或實驗室名稱，未有此項聲明內容的，可以不作特別聲明。)＼1J)h聲明人(簽名)：

2、馮捌年月日摘要摘要隨著工業(yè)40概念的提出，工業(yè)制造逐漸由傳統(tǒng)的工廠轉向智能制造，其中機械臂視覺伺服控制技術已成為智能機器人領域研究的重點。早期的機械臂視覺伺服是采用基于標定技術進行控制的，這種方法不僅會受到周圍環(huán)境的限制，同時整個系統(tǒng)的控制精度對于標定的精度具有很大的依賴性。因此基于無標定方法的視覺位置伺服控制技術應運而生。無標定技術的發(fā)展目前尚處于探索階段，是機器人視覺領域研究的熱點。所謂“無標定”視覺位置伺服是指在未知機械臂運動學模

3、型以及攝像機針孔模型精確參數(shù)的前提下，直接根據(jù)目標特征在圖像空間的誤差信息設計控制器，再通過視覺映射模型將平面圖像誤差映射到三維空間，繼而驅動機械臂運動，實現(xiàn)機械臂的空間定位。機械臂運動過程中由于沒有建立手眼系統(tǒng)之間的模型映射關系，且三維空間的運動存在著非線性，因此無標定視覺位置伺服系統(tǒng)根本上是要解決機械臂動態(tài)運行過程中未建模非線性控制問題。本文將針對無標定技術在機器人視覺伺服上的應用進行研究，并成功實現(xiàn)了在雙目視覺引導下的機械臂三維空

4、間定位，主要工作如下：(1)根據(jù)機械臂模型以及攝像機針孔模型，導出基于圖像的雅克比矩陣模型，建立視覺空間與三維空間的映射關系。機械臂運行過程中，通過卡爾曼濾波算法在線估計動態(tài)圖像雅克比矩陣。(2)對目標特征點的提取方法進行了研究，提出了基于RGB分量差值判別規(guī)則。通過灰色掩膜覆蓋非目標區(qū)域，突出目標顏色，可以有效快速的對帶有顏色特征的目標進行識別分割。(3)設計了基于智能選擇的視覺控制器，依據(jù)不同的圖像特征誤差，采用視覺特征模型開關和多