基于DSP的机器人视觉伺服系统研究

机器人视觉伺服系统的研究是机器人领域中的重要内容之一,其研究成果可以直接用于机器人自动避障、轨迹线跟踪和运动目标跟踪等问题中。本文针对机器人视觉伺服系统要求快速准确的特点,设计了基于TMS320C6201的机器人视觉图像处理系统,并分析了基于图像雅可比矩阵的机器人视觉伺服方法的基本原理。     

排爆机器人运动关节的伺服系统

机器人运动关节的伺服系统是机器人控制系统的基础,伺服系统的好坏决定了机器人整体性能的优劣。基于5自由度排爆机器人,使用Simulink设计出运动关节的伺服系统框图,并通过xPC目标系统生成可运行于PC104的实时控制系统。该系统采用先进PID控制器,具有专家特性。运行结果表明,该方案取得了良好的效果,机器人关节运动平稳且无静态误差,系统具有很好的鲁棒性和实时性。该伺服系统不但可用于机器人运动关节的伺服控制,还可以应用于数控机床等位置控制系统。     

基于参数自校正模糊控制器的机器人视觉伺服系统

提出了一种参数自校正模糊控制器,并将其用于机器人视觉伺服系统的控制中,使得模糊控制规则可以得到实时在线的调整。仿真结果表明基于参数自校正模糊控制器的机器人视觉伺服系统的性能较一般模糊控制机器人视觉伺服系统有了较大的改善。     

机器人视觉伺服研究进展

介绍了机器人视觉伺服系统的结构和主要研究内容,比较了当前几种主要的视觉伺服方法,针对当前 机器人视觉伺服所面临的主要问题,详细阐述了近期提出的一些解决方法.     

机器人视觉伺服系统的标定

机器人视觉伺服系统是机器人领域一项重要的研究方向,它的研究对于开发手眼协调的机器人在工业生产、航空航天等方面的应用有着重要的意义。本文针对机器人视觉伺服系统的特点,对典型的标定算法进行了分类和比较,最后对标定方法进行了总结。     

基于模糊PID的机器人视觉伺服控制

本文将模糊PID控制应用到机器人视觉伺服控制系统中,用以克服机器人视觉伺服系统的强耦合何非线性因素得影响。以二自由度机器人视觉伺服系统为例,仿真实现了其对直线运动和圆周运动轨迹跟踪,结果验证了控制器的效果。     

机器人视觉伺服综述

系统论述了机器人视觉伺服发展的历史和现状。从不同角度对机器人视觉控制系统进行分类,重点介绍了基位置的视觉伺服系统和基于图像的视觉伺服系统。对人工神经网络在机器人视觉伺服方面的应用情况作了介绍。讨论了视觉伺服中图像特征的选择问题。对机器人视觉所涉及的前沿问题进行阐述,并指出了目前研究中所存在的问题及今后发展方向。     

直接驱动(DD)机器人技术的发展

本文介绍了直接驱动机器人(Direct Drive Robot)及其有关领域的技术状况和发展动向。其中包括 DD 机器人的特殊问题,DD 机器人本体结构,DD 机器人伺服系统,DD 机器人的控制策略等。     

南京埃斯顿——创自主产业品牌

南京埃斯顿自动化股份有限公司长期从事数控系统、交流伺服系统、电液伺服系统等自动化产品的研发、生产、销售、服务,年产交流伺服系统数万套,数控系统超过1万套．每年为1万套以上的各类机床生产配套运动控制系统和辅助设备,是国内伺服和控制产品的领军企业。公司于多年前就开始思考工业机器人产业发展战略,着手开始机器人相关的技术储备,例如,开发机器人专用伺服驱动器和电机,机器人控制系统技术和高速实时以太网总线技术。2010年获得国家科技部863计划专项经费对机器人专用伺服驱动器和电机开发的支持,使得机器人核心部件和技术的开发进一步加快。     

液压驱动型四足机器人电液伺服控制系统仿真建模与实验分析

复杂的作业环境和艰巨的作业任务使液压驱动型四足机器人对其伺服系统的精度、速度和力量均比一般机器人在普通情况下有更高的要求。为掌握液压驱动型四足机器人在多种路况下行走时各液压缸的受力情况以及液压系统内流量、压力的变化情况,需要对其虚拟样机进行机械动力系统和液压伺服系统的联合仿真,定性分析电液伺服系统位置、速度等被控对象的特性,并分析PID控制器在四足机器人伺服控制方面的特性与不足。针对传统控制算法在四足机器人控制存在的短板问题,设计了一种非对称前馈补偿模糊自适应PID算法,并利用物理样机进行了实际验证。实验结果为四足机器人电液伺服控制系统硬件、软件和控制算法的设计与优化指明了方向,还为研究四足机器人平稳步态控制策略提供了决策依据和数据支持。     

Quasi-min-max MPC for visual servoing stabilization of omnidirectional wheeled mobile robots

This paper proposes a new visual servoing quasi-min-max MPC algorithm for stabilization control of an omnidirectional wheeled mobile robot subject to physical and visual constraints. The visual servoing dynamics of the robot are modeled as the state-dependent linear error system with nonlinear control inputs of rotation and deflection velocities of wheels. The state-dependent linear error system is covered as linear parameters-varying models which is used to design the visual servoing quasi-min-max MPC controller. The actual control inputs of the robot are then computed by the solution of an inverse algebraic equation of the MPC actions. The recursive feasibility and stability of the new visual servoing MPC are ensured by some LMIs conditions. The performance and practicability of the visual servoing MPC are verified by some simulation and experiment results.     

视觉伺服机器人对运动目标操作的研究

机器人视觉伺服系统是机器人领域一重要的研究方向，它的研究对于开发手眼协调的机器人在工业生产、航空航天等方面的应用有着极其重要的意义．本文着眼于视觉伺服机器人操作运动目标这一问题，分析了建立此类系统的控制结构并指明其特点；同时，详细地阐述了三个组成环节：视觉图像处理、预测及滤波、视觉控制器的研究方法和现状．最后，分析了今后的研究趋势．     

移动机器人视觉伺服镇定quasi-min-max预测控制

针对受限移动机器人视觉伺服系统,提出一种移动机器人视觉伺服镇定准最小最大模型预测控制策略. 基于移动机器人视觉伺服镇定误差模型,建立移动机器人视觉伺服线性参数时变预测模型,进而引入准最小最大策略,设计移动机器人视觉伺服镇定模型预测控制器.与传统视觉伺服预测控制器相比,所提控制器只需求解线性矩阵不等式表示的凸优化问题,降低了视觉伺服预测控制器的计算耗时,同时保证了闭环视觉伺服系统的渐近稳定性.仿真结果验证了所提出策略的有效性和在计算效率上的优越性.     

荷载不确定移动机器人视觉伺服系统鲁棒预测控制

考虑具有可见性约束和执行器约束的载荷不确定移动机器人视觉伺服系统,提出一种鲁棒视觉伺服预测控制策略.首先将该移动机器人视觉伺服系统建模为关于视觉伺服误差和驱动的不确定系统.其次,对约束的视觉伺服误差子系统,设计基于半正定规划的速度规划预测控制算法.该算法分为离线计算和在线调度两个部分,降低预测控制算法的在线计算量.而对约束的视觉伺服驱动子系统,采用极小极大鲁棒预测控制算法,实现对视觉伺服误差子系统的规划速度的渐近跟踪.进一步,建立了载荷不确定移动机器人视觉伺服误差和驱动系统的鲁棒渐近稳定性结果.最后,对比仿真结果验证了本文策略的有效性和优越性.     

Intelligent control of a robot manipulator by visual feedback

We present a new approach to visual feedback control using image-based visual servoing with stereo vision. In order to control the position and orientation of a robot with respect to an object, a new technique is proposed using binocular stereo vision. The stereo vision enables us to calculate an exact image Jacobian not only at around a desired location, but also at other locations. The suggested technique can guide a robot manipulator to the desired location without needing such a priori knowledge as the relative distance to the desired location or a model of the object, even if the initial positioning error is large. We describes a model of stereo vision and how to generate feedback commands. The performance of the proposed visual servoing system is illustrated by a simulation and by experimental results, and compared with the conventional method for an assembling robot. This work was presented in part at the Fourth International Symposium on Artificial Life and Robotics, Oita, Japan, January 19–22, 1999     

曲线焊缝跟踪的视觉伺服协调控制

为实现工业机器人自动跟踪曲线焊缝，提出了协调焊枪运动和视觉跟踪的视觉伺服控制方法．建立了特征点的数学模型，并在此基础上确定机器人运动的旋转轴．设计了一种双层结构的模糊视觉伺服控制器，通过动态确定控制量有效范围来保证图像特征存在于视场中．为准确确定有效范围，设计了带模型动态补偿的Kalman滤波器．曲线焊缝的自动跟踪实验验证了所提方法的有效性．     

一种通用的视觉机器人体系结构

提出了一种新型的通用视觉机器人体系结构 ,它以视觉伺服结构作为基本框架 ,通过引入集散体系结构来提高系统的实时性和灵活性 ,同时作了进一步扩展 ,使其能够满足应用和性能需求。同其它体系结构相比 ,快速响应、结构灵活和高性能是其特点。通过一个实际的视觉伺服系统示例了该体系结构的应用技改结构如何满足设计性能要求     

Image-based visual servoing using improved image moments in 6-DOF robot systems

This paper addresses the challenges of choosing proper image features for planar symmetric shape objects and designing visual servoing controller to enhance the tracking performance in image-based visual servoing (IBVS). Six image moments are chosen as the image features and the analytical image interaction matrix related to the image features are derived. A controller is designed to efficiently increase the robustness of the visual servoing system. Experimental results on a 6-DOF robot visual servoing system are provided to illustrate the effectiveness of the proposed method.     

A review on vision-based control of flexible manipulators

In this review, recent developments in the field of flexible robot arm control using visual servoing are reviewed. In comparison to rigid robots, the end-effector position of flexible links cannot be obtained precisely enough with respect to position control using kinematic information and joint variables. To solve the task here the use of a vision sensor (camera) system, visual servoing is proposed to realize the task of control flexible manipulators with improved quality requirements. The paper is organized as follows: the visual servoing architectures will be reviewed for rigid robots first. The advantages, disadvantages, and comparisons between different approaches of visual servoing are carried out. The using of visual servoing to control flexible robot is addressed next. Open problems such as state variables estimation as well as the combination of different sensor properties as well as some application-oriented points related to flexible robot are discussed in detail.