无标定视觉伺服机器人系统研究

介绍了机器人视觉伺服的一般原理,按李雅普诺夫稳定性方法推导出了模型无关的无标定视觉伺服控制律,给出了图像雅可比矩阵的递推公式,并将算法加以改进使系统满足大范围渐近稳定.最后通过轨迹跟踪的仿真试验验证了摄像机固定和eye-in-hand两种结构下算法的正确性和有效性.     

基于图像的无标定视觉伺服系统

传统的机器人视觉伺服大都是基于系统标定技术的。但是在实际工厂条件下,复杂的工况常常使得无法进行有效的标定,且标定技术对于环境十分敏感,标定精度对于系统最终性能有很大影响。因此,本文在总结当前基于图像无标定机器人视觉伺服研究的基础上,搭建机器视觉伺服平台,设计视觉伺服软件系统。运用图像雅克比在线估计方法,在核心问题雅克比矩阵估计上,采用动态拟牛顿算法,模拟逼近图像雅克比矩阵,进行视觉反馈。并将无标定视觉伺服系统应用于UR机器人,使机器人的智能抓取免去了复杂的标定程序,克服了原视觉系统的不确定因素,提高了机器人视觉系统的鲁棒性,扩大了工业机器人的应用范围。     

基于虚拟仪器技术的分布式机器人视觉伺服系统

研究一种构造分布式机器人视觉伺服系统的方法。在分布式机器人视觉伺服系统的基础上,运用NI公司(美国国家仪器公司)的LabVIEW,将四自由度机器人系统和实时图像采集系统连接起来,构成了基于LabVIEW的分布式机器人视觉伺服系统。推导了视觉伺服机器人系统的图像雅克比矩阵,用LabVIEW语言编写了基于逆模型的控制算法,给出了实验结果。     

基于纹理的视觉伺服研究

不同于传统的基于点、线等几何特征和图矩等统计特征的图像伺服,本文提出了基于纹理的视觉伺服的方法.实验证明目标纹理特征变化能够提供机器人运动信息.本研究不仅是对视觉伺服理论、纹理研究的丰富与补充,具有重要的理论意义,在某些几何特征缺乏,仅有纹理特征场景中,也有实际应用价值.本文以摄像机两个自由度运动引起的图像纹理特征变化实验为例说明了该方法的可行性和实用性.     

基于图像矩的视觉伺服控制及应用

传统的基于图像的视觉伺服控制中,雅可比矩阵的奇异性将影响到控制系统的稳定性和鲁棒性,利用图像矩作为特征可以保证矩阵为满质的,并且由于该雅可比矩阵为上三角型,能够将平移和转动运动部分解耦,因此简化了控制器设计。在视觉控制器的设计中,基于遗传算法优化的最优PD控制策略能够获得比常用的P控制策略更好的综合动态特性。在物体平面和图像平面平行时,通过微轴孔的精密对准试验验证了上述基于图像矩的视觉伺服控制的有效性。     

基于LabVIEW的机器人视觉伺服及模糊控制研究

本文研究了一种构造分布式机器人视觉伺服系统的方法。借用分布式系统的概念,运用NI公司（美国国家仪器公司）的LabVIEW,将四自由度机器人系统和实时图像采集系统连接起来,构成了基于LabVIEW的分布式机器人视觉伺服系统,推导了视觉伺服机器人系统的图像雅克比矩阵,用LabVIEW语言写了基于逆模型的控制算法,给出了比例控制和模糊控制的实施结果。     

无标定视觉伺服系统在灵巧手抓取目标时的应用

基于无标定机器人系统和视觉伺服建立一种新的目标追踪模式,该追踪模式是使用跟踪器追踪物体轮廓边界,通过与输入模型对比进行分析,不再需要计算图像雅可比逆矩阵,从而避免了图像雅可比矩的奇异性问题,最后实现控制机械臂和灵巧手对目标的抓取,并且通过实验证明此种方法的可行性。     

基于图像的SCARA机器人的视觉伺服系统仿真

研究一种无标定视觉伺服控制系统,基于机器人仿真工具箱和视觉仿真工具箱,在Matlab/Simulink环境下,建立SCARA机器人的air-in-hand视觉伺服系统的Simulink模型,进行运动仿真。     

基于虚拟仪器技术的机器人视觉伺服研究

以分布式系统的原理为结构框架,将四自由度机器人系统和实时图像采集系统有机结合,构成了基于虚拟仪器技术的分布式机器人视觉伺服系统。在推导视觉伺服机器人系统的图像雅克比矩阵的基础上,用LabVIEW语言编写了基于逆模型的控制算法等软件模块,实现了对目标二维运动的跟踪,最后给出了实验结果:采用简单的模糊控制算法,对于100个像素的阶跃激励,系统可在3 s内实现跟踪。     

双目免标定视觉伺服系统

为了解决免标定视觉伺服系统需要多个目标特征的问题,提出了一种双目免标定视觉伺服系统。利用模块化的思想结合多线程的方式对系统整体进行了设计,使用卡尔曼滤波对系统的图像雅克比矩阵进行估计,并设计了合适的视觉伺服控制器。最后通过定位实验验证了本系统的可行性。     

图像拼接技术在爬壁机器人位置伺服控制系统中的应用

针对传统爬壁机器人对裂缝图像拼接效果差而导致位置控制结果不精准、工作效率较差的问题,提出基于图像拼接的爬壁机器人位置伺服控制系统.选取 STM３２F１０３RCT６ 为主控芯片,采用气动方式设计机械气动结构,利用 PLC 位置伺服控制器实现故障电路检测.设计视觉控制平台,避免强电磁场影响.软件部分依据 CCD 相机实现机器人视觉监测,采用图像拼接技术删除相邻图像的边缘处重叠部分,实现对墙壁裂缝的准确监测,利用机器人运动速度及机器人预设位置轨迹计算爬壁机器人的位置伺服控制值,将该值传输至系统硬件,实现位置伺服控制.由实验结果可知,所设计系统对裂缝全景图像拼接的精准度较高,机器人的位置伺服控制准确率为 ９７．５％ .     

图像反馈机器人视觉伺服系统理论与实验研究

对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,其研究成果可应用在机器人自动避障、轨线跟踪和运动目标跟踪等问题中。本文分析了基于图像雅克比矩阵的机器人视觉伺服方法的基本原理,采用了基于图像的视觉伺服方法,直接利用图像特征来控制机器人运动,构建了自由度GRB-400工业机器人图像反馈视觉伺服系统。采用该系统进行了机器人跟踪两维平面运动目标的实验,结果验证了该方法的有效性。     

车载稳定平台伺服电机的选用

针对载体运动会给视轴带来影响,提出利用稳定平台实现视轴的稳定.本文主要内容包括:分析稳像原理与平台隔离原理;根据系统性能指标要求对电机进行选择;根据所选择电机编制程序,得到一个信号输出量以便后续电路使用.     

基于CMAC神经网络的机器人平面视觉跟踪

在手眼关系及摄像机模型完全未知的情况下,建立了眼在手上机器人平面视觉跟踪问题的非线性视觉映射模型,将图像特征空间和机器人工作空间紧密地联系起来。在此基础上,为将视觉跟踪问题转化为图像特征空间中的定位问题,设计了基于CMAC神经网络的视觉跟踪控制方案,并与PD控制器相并联构成视觉反馈控制。仿真结果表明该算法能完全消除稳态跟踪误差,具有很强的环境适应性,算法简单,易于实时实现。     

A method for fine positioning of diagnostic packages in inertial confinement fusion experiments

A method based on binocular vision servoing for positioning of a diagnostic package in inertial confinement fusion (ICF) experiments is presented. The general diagnostic instrument manipulator will provide precision three dimension positioning and alignment-to-target capability in ICF experiments. In this work, we focus on the final precise automatic positioning with a binocular vision system. A three dimension image projection vector (IPV), which has an almost linear relationship with the target position in 3D space under the condition of weak perspective, is introduced to extract target position information from binocular image. The difference of the IPV between the current image and the desired image will be used as the input of servo controller. A differential motion model was found for the hybrid manipulator with three degrees of freedom. With this model and the said IPV, the servo strategy will be dramatically simplified compare with general image based visual servo in which the image Jacobian matrix needs estimated online. The experiment result implies that the locating accuracy of the manipulator is less than two pixels. This method can also be used in micromanipulation visual servo field.