基于Adept机器人的视觉伺服控制系统

机器人视觉伺服控制在理论和应用等方面还有许多问题需要研究,例如特征选择、系统标定和伺服控制算法等.针对Adept机器人,提出了一种简单快速的不需要精确标定摄像机内外部参数的摄像机标定方法,完成了从被观测物体表面所在的视觉平面坐标系到机器人基坐标系的坐标变换.使用图像的全局特征,即图像矩特征进行伺服跟踪;利用所推导的图像雅可比矩阵,设计了由图像反馈与目标运动自适应补偿组成的视觉伺服控制器.将算法对静态目标的定位实验进行了验证,然后又将其应用到移动目标的跟踪上,通过调节和优选控制参数,实现了稳定的伺服跟踪和抓取.实验结果表明采用图像矩作为图像特征能够避免复杂的特征匹配过程,并且能够获得较好的跟踪精度.     

微操作机器人的视觉伺服控制

视觉伺服控制是微操作机器人实现精确运动,完成自动操作的必要手段．本文介绍 了实现微操作机器人视觉伺服控制的方法．首先论述了微操作机器人的视觉伺服结构,并以 建立的面向生物工程的双手微操作机器人系统为例,介绍了基于二维显微视觉信息的三自由 度柔性铰链微操作机器人的运动学建模方法,针对压电驱动器控制器的特点提出了基本的PI D视觉伺服控制规律实现方法,并进行了点到点运动和圆轨迹跟踪实验．实验结果表明,视 觉伺服控制克服了由于标定以及环境等因素导致的运动模型不准确而引入的误差．     

基于视觉的服务机器人轨迹跟踪控制

根据移动服务机器人的运动学模型和针孔摄像机成像原理,完成了机器人的速度向量由视觉空间到任务空间的变换。采用视觉伺服控制方式,结合反步设计思想,设计了具有全局渐近稳定的轨迹跟踪控制器,并利用Lyapunov函数进行稳定性分析。仿真结果验证了所设计控制器的有效性和正确性。     

基于小波网络的机器人视觉伺服控制研究

本文基于小波神经网络设计了一种三关节机器人视觉伺服系统。该系统采用eye-in-hand方式,基于图像特征构成视觉反馈,来完成机器人抓取物体的任务。论文对系统结构、坐标变换、成像原理、视觉控制器进行了详细的设计,并通过仿真试验证明了所设计控制系统的有效性。     

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.     

基于图像矩与神经网络的机器人四自由度视觉伺服

针对传统的视觉伺服方法中图像几何特征的标记、提取与匹配过程复杂且通用性差等问题,本文提出了一种基于图像矩的机器人四自由度(4DOF)视觉伺服方法.首先建立了眼在手系统中图像矩与机器人位姿之间的非线性增量变换关系,为利用图像矩进行机器人视觉伺服控制提供了理论基础,然后在未对摄像机与手眼关系进行标定的情况下,利用反向传播(BP)神经网络的非线性映射特性设计了基于图像矩的机器人视觉伺服控制方案,最后用训练好的神经刚络进行了视觉伺服跟踪控制.实验结果表明基于本文算法可实现0.5 mm的位置与0.5°的姿态跟踪精度,验证了算法的的有效性与较好的伺服性能.     

机器人轨线跟踪的视觉与控制集成方法

针对视觉引导的机器人轨线跟踪控制问题,结合视觉传感器的测量特点提出了视觉与控制集成的控制方案,在跟踪轨线切向实现等速度控制,而在法向实现位置控制,这一法向位置误差容易由采样图象直接获得,采用一并行控制器可实现伺服级上的视觉引导,使系统跟踪性能得到明显提高,在小视场条件下(26.4mm×26.4mm)跟踪速度达到250mm/s.     

基于神经网络的机器人视觉伺服研究

介绍了神经网络在机器人视觉伺服控制中的研究现状,详细讨论了神经网络输入输出数据的选择、网络结构的选择以及网络学习算法的选择等问题.针对神经网络视觉伺服控制器设计中存在的网络学习速度和精度的矛盾、网络的局部性和收敛性等问题展开讨论,并总结目前的解决办法.最后指出今后可能的研究方向.     

基于视觉的运动目标伺服跟踪研究

为对烟包PV带进行准确的伺服跟踪并完成剪带任务,提出一种基于运动估计的视觉跟踪算法。利用图像矩得到运动目标质心的坐标,根据质心的图像坐标计算出目标的速度、加速度。采用卡尔曼滤波算法预测运动目标在下一时刻的位置,并结合物体运动的速度、加速度作为伺服控制的依据,控制伺服电机的运动。实验结果表明,运动目标的速度误差在2 pixel/s以内,位置误差在5 pixel以内,验证了该算法的准确性和实时性。     

架空输电线路巡线机器人越障视觉伺服控制

为解决巡线机器人越障问题,设计了基于图像的越障视觉伺服控制方案．采用傅里叶描述子构造了具有平移、旋转、尺度缩放及起始点不变性的轮廓形状特征向量,实现了驱动轮的识别;进而抽取图像特征和估计驱动轮—相线在图像空间中的相对位姿,并设计了带有死区的比例控制律来实现驱动轮—相线“对中”视觉伺服控制．模拟线路实验结果表明,该方案能可靠地完成巡线机器人驱动轮—相线“对中”控制任务．     

基于模糊控制的移动机器人视觉反馈跟踪

探讨视觉空间下非完整移动机器人的跟踪问题。在不校准摄像机视觉参数的前提下,提出一种利用视觉反馈信息设计非完整移动机器人轨迹跟踪的模糊控制方法。其模糊控制使用Mamdani推理机,包含if-then规则和重心法,对线速度和角速度进行控制。仿真结果证明了该方法的有效性。     

多气囊柔性试衣机器人的视觉伺服控制仿真

研究多气囊柔性试衣机器人问题,提出了一种视觉伺服控制方案.上述视觉伺服控制方法通过直接控制目标外形的变化,相对于传统的以囊内气压作为反馈的控制方案,能够提供更高的控制精度,但其难点在于如何建立检测精度高、实时性能良好的视觉检测系统.通过基于无模型自适应控制的控制算法进行视觉伺服控制仿真,结果验证了系统的可行性,表明提出的视觉伺服系统方案,在多气囊柔性试衣机器人的控制中能够得到良好的控制效果.     

FCMAC控制在基于图像的机器人视觉伺服中的应用

以二自由度平面机器人为研究对象,将FCMAC控制方法应用到基于图像的机器人视觉伺服系统中.建立了系统的数学模型,并在Matlab平台上对该系统进行仿真实验.仿真结果表明,本文的控制系统对静态目标定位、对直线运动目标及曲线运动目标进行跟踪,可以获得较快的响应速度和较高的控制精度.     

基于ReLU神经网络的移动目标视觉伺服研究

针对移动目标跟踪以及抓取的问题,提出一种基于ReLU网络模型的单目视觉伺服系统。首先建立机器人视觉系统,完成对目标跟踪以及特征提取的任务,并通过结合单目视觉模型对其位姿进行估计,从而得到目标状态;然后,利用ReLU神经网络对机械臂的逆运动学进行学习,并用训练后网络模型构建单目视觉伺服系统的控制策略来避免机器人逆运动学求解计算量大、多解等问题;最后,为了提高抓取成功率,对末端执行器的运动轨迹进行规划。实验在NAO机器人平台上进行,根据实验结果证明方法的有效性。     

Autonomous Acquisition of Seam Coordinates for Arc Welding Robot Based on Visual Servoing

Autonomous acquisition of seam coordinates is a key technology for developing advanced welding robot. This paper describes a position-based visual servo system for robotic seam tracking, which is able to autonomously acquire the seam coordinates of the planar butt joint in the robot base frame and plan the optimal camera angle before welding. A six-axis industrial robot is used in this system, which has an interface for communicating with the master computer. The developed visual sensor device is briefly presented that allows the charge-coupled device (CCD) cameras to rotate about the torch. A set of robust image processing algorithms are proposed so that no special requirements of light source are needed in this system. The feedback errors of this servo system are defined according to the characteristics of the seam image, and the robust tracking controller is developed. Both the image processing program and tracking control program run on the master computer. The experimental results on straight line seam and curve seam show that the accuracy of the seam coordinates acquired with this method is more adequate for high quality welding process.     

机器人实时视觉伺服系统控制方案的研究

本文针对机器人实时视觉伺服系统,考虑了机器人关节伺服反馈与视觉伺服反馈之间的相互联系,提出了实时控制方案,设计了合理的关节饲服控制器与视觉伺服控制器,以达到改善系统性能的目的。试验结果表明,当采用上述两个控制器时,系统的动静态性能得到了明显的改善。     

一种下肢外骨骼机器人随动控制算法的研究

随动控制算法对下肢外骨骼机器人的助力效果起着决定性的作用。根据零力控制算法及下肢外骨骼机器人的运动特点,提出了一种末端随动控制算法,并给出了算法推导过程。最后通过Matlab仿真验证了该算法的有效性。     

移动机器人视觉伺服系统上位机软件的设计与实现

针对移动机器人视觉伺服系统,采用C++语言设计了一款基于Qt的跨平台实时数据可视化上位机软件。该软件执行图像处理算法和数据分析,实现绘制移动机器人实时轨迹和实时参数曲线等功能。首先介绍了移动机器人的硬件组成和功能。其次阐述了上位机软件的开发环境和设计步骤,并详细叙述图像算法的运行流程和实时在线绘制波形图等功能。最后通过视觉伺服跟踪控制实验采集数据,并实时显示来验证所设计上位机软件功能的有效性。