基于PUMA机器人的视觉伺服控制实验研究

为解决在视觉伺服过程中存在定位精度低、伺服速度慢的问题 ,给出了一个基于图像特征的机器人视觉伺服控制方法 ,实现了机器人“手 -眼”协调视觉伺服控制 .通过适当的选取图像特征 ,实现了摄像机工作空间运动目标跟踪的视觉伺服任务 ,并采用扩展卡尔曼滤波控制方法完成机器人视觉伺服控制 .同时通过抓取目标物体进行计算机仿真及模拟实验 ,给出了实验数据 .经过比较可以看出 ,运用此方法提高了定位精度及伺服速度     

管内作业机器人视觉伺服控制中的实时图像处理

针对管内作业机器人视觉伺服控制的要求,在分析视觉传感器成像机理的基础上,提出了一种实时图像处理算法。即预先将理想的特殊图像和联想记忆神经网络存储起来,在使用时,先将原始数字图像进行压缩,再用神经网络进行处理。仿真证明该方法是快速、有效的,而且具有较强的抗干扰能力。     

基于极线几何的机器人视觉伺服控制系统分析

为了更好地解决机器人视觉伺服控制系统中运行误差的问题,引入了一种基于图像的交互式几何建模方法。该方法利用自动方式标定模型的平行线、特征点,得到摄像机参数,进而计算出模型的几何信息,然后从图像中提取要素,提出一种最优控制运行方式,并且以此为基础提出了视觉伺服控制器的设计。仿真与试验结果表明,这种控制方法能够使图像上特征向量的误差收敛到零,机器人能够到达期望的位姿上。     

机器人视觉伺服仿真系统研究

以六自由度SG－MOTORMAN机器人为研究对象，建立了视觉伺服仿真系统该系统运行在Windows环境下的Matlab平台上，可便捷地使用Matlab工具箱进行图像处理和视觉伺服控制算法的研究。采用Visual C 编程语言调用OpenGL库实现机器人三维实时动画仿真。为视觉机器人的设计提供了一个安全可靠、灵活方便的研究平台。     

一种基于图象的无标定视觉伺服方法的研究

采用基于图象的视觉伺服方法，绕过了3D空间的重建，直接利用图象特征来控制机器人的运动、给出了一种基于图象的无标定的视觉伺服控制方法，通过动态估算图象雅可比矩阵来代替实际的雅可比矩阵，消除了工业应用中标定的繁琐和由此引起的误差，特别避免了基于位置控制方法成像过程的非线性和图象匹配等带来的视觉重建困难。     

机器人轴孔装配视觉伺服技术

目的研究轴孔装配在机器人生产过程中的关键技术,研究利用视觉伺服系统调整卡阻位置误差的方法,提高装配的精度.方法对机器人轴孔装配作业进行分析,并采用基于力/位置的控制方法.结果建立了工件重心位置与轴孔轴线的误差模型,从而推导出了机器人轴孔装配卡阻运动规律.结论视觉伺服技术和力/位置相结合控制方法,可以有效地提高机器人轴孔装配的精度和速度,从而提高轴孔装配的质量.     

基于神经网络的视觉机器人模糊控制

设计人工神经网络(ANN)替代机器人的图像雅克比矩阵,基于ANN和视觉机器人构成的增广被控对象设计了模糊控制器,组成了基于神经网络和模糊逻辑的机器人视觉伺服控制系统,给出了实验结果.实验表明,该方法简捷、易行、有效.     

特高压换流站立式绝缘子清洗机器人机械手 视觉伺服定位控制

为保障电力系统特高压换流站的稳定运行,进一步提高绝缘子清洗机器人的智能性,本文提出一种立式绝缘子视觉识别方法,通过绝缘子轮廓图像的椭圆几何特性,建立了它的一般数学方程,基于最小二乘法,并根据椭圆轮廓上的测量点确定绝缘子盘面椭圆,从而实现立式绝缘子的精准识别,基于此识别结果,对立式绝缘子清扫机器人实施视觉伺服定位控制,引导位于机械手上的两组喷嘴对特高压换流站立式绝缘子进行精准定位与清洗作业控制。最后,通过开发的特高压立式绝缘子清洗机器人物理样机进行现场作业试验验证了该方法的有效性与工程实用性,相比其它方法,该方法具有通用性好、适应性强、便于物理实现,具有较强的推广和应用价值。     

基于视觉伺服的Baxter机器人手臂跟随系统研究

文中介绍了Baxter机器人控制方式和一种基于势函数的视觉伺服控制机器人手臂跟随运动的方法,为服务机器人和协作机器人的发展提供了技术支撑。首先通过基于OpenCV的颜色检测方法从摄像机获取跟随物体的相对方位信息,然后通过ROS系统对机械臂进行运动控制,最后利用视觉与机器人配合完成机器人手臂跟随系统设计。通过对跟随轨迹精度分析表明,眼内视觉传感器的布置可以提供相对较高的精度,避免视觉碰撞,从而实现准确的跟随运动。利用实验验证了该方法的有效性。     

足球机器人视觉系统及其关键问题

在足球机器人比赛中，视觉子系统是整个系统获取外部信息的唯一通道，能否由视觉系统快速、准确的得到场上的信息，是整个比赛的关键，它的性能直接关系到比赛的胜败。针对集控式视觉系统讨论了视觉系统的特点、功能、实现以及系统设计的几个关键问题。     

一种基于PUMA型机器人特殊结构的空间快速插值算法

针对ＰＵＭＡ型机器人的特殊结构，本文提出了把表征机器人位置和姿态的关节相互分离开来加以讨论，并分别对其进行插值的空间快速插值算法，使用该算法可避免出现三角函数、矩阵等复杂计算，同时，通过空间曲线分析，利用参数方程和坐标变换，给出了空间曲线的解析函烽，因此大大缩短了计算时间，插补精度得到较大提高。     

#br# NAO机器人的视觉伺服物品抓取操作

针对家庭环境中服务机器人物品的抓取问题,提出一种改进的基于位置的视觉伺服抓取算法。首先,利用Naomark标签完成对物体的快速识别,并通过世界平面单应矩阵分解对物体的位姿进行估计;然后,对NAO机器人的机械臂进行运动学建模,并分别设计单臂和双臂抓取的视觉伺服控制律;最后,为进一步提高抓取的稳定性和鲁棒性,对末端执行器进行路径规划。实验结果表明,本方法能够快速、稳定地抓取目标物品。     

挖掘机器人控制实验研究

在无人操作情况下进行了挖掘机器人的控制系统实验．采用双目立体视觉技术，经过数据处理和相应的算法计算出对象物的体积、相对位置，并根据计算结果由上位机进行轨迹规划和远程监控，下位机驱动行走运动机构完成指定的挖掘任务，从而实现了挖掘机的智能化．此外，通过模型实验验证了该挖掘机器人控制系统的可行性及控制精度等问题，基本实现了预期的挖掘机器人智能控制方案．     

足球机器人视觉子系统及其关键问题

在足球机器人比赛中 ,视觉子系统是整个系统获取外部信息的唯一通道 ,能否由视觉系统快速、准确的得到场上的信息 ,是整个比赛的关键 ,它的性能直接关系到比赛的胜败 .针对集控式视觉系统讨论了视觉系统的特点、功能、实现以及系统设计的几个关键问题 .     

一种新的双目立体视觉伺服控制模型及实验研究

针对目前手眼视觉伺服系统模型中普遍存在深度信息估计的问题,提出了一种用于双目视觉伺服控制的模型,该模型避免了深度值的测量与估计,提高了系统的控制性能,从而解决了未知物点的深度信息估计的问题。本文应用此模型,单独考虑机器人的运动学特性,设计了机器人末端执行器进行定位控制的控制器,仿真结果验证了该模型与控制算法的有效性;进一步提出了模型使用的改进算法,使该模型更具有宽泛的实用性;并且,进行了基于MOTOMAN UP6型机器人的双目视觉伺服控制实验,实验结果验证了该模型在实际控制工程中的有效性、可行性。     

一种基于旋转矩阵分解的视觉伺服控制算法

针对传统视觉伺服控制算法易使目标物品脱离摄像机视野而致伺服失败的缺点,从表征当前摄像机坐标系与期望摄像机坐标系姿态关系的旋转矩阵中分解出了等效转轴和等效转角,利用它们构造了一种可以有效控制摄像机朝向的任务函数矢量,并推导出了表征任务函数矢量变化量与摄像机运动速度间非线性映射关系的雅可比矩阵。然后构造了任务函数,并根据李雅普诺夫第二方法设计了解耦的视觉伺服控制律,最后对所设计的控制律进行了实验验证。实验结果表明,使用旋转矩阵分解方法构造的任务函数矢量来控制摄像机朝向,可使目标物体始终位于摄像机的视野之内,从而有效避免伺服失败。     

基于嵌入式的单目视觉工业机器人定位系统设计

为解决传统工业机器人定位不精确、不灵活的问题,对机器视觉引导的工业机器人定位进行研究,提出以KUKA机械臂和嵌入式ZYNQ开发板为硬件平台的低成本系统方案。首先对工业机器人视觉定位抓取过程建立数学模型;然后研究基于机器视觉的图像处理技术,采用轮廓特征参数为辨识条件对预处理后的工件轮廓进行识别和定位;最后,经过坐标转换,将工件真实位姿发送给工业机器人控制系统进行抓取引导。实验结果表明,该系统对目标工件能够实现有效、精准的定位。     

面向视觉伺服的工业机器人轮廓曲线角点识别

为了解决工业机器人视觉伺服中轮廓曲线角点识别效率低进而影响实时定位准确性的问题,提出面向视觉伺服的工业机器人轮廓曲线角点识别算法. 建立基于Freeman链码的机械爪轮廓曲线编码模型,利用差别码对机械爪轮廓曲线的角度变化特征进行统一编码建模. 通过基于差别码和卷积系数的卷积运算,对差别码进行局部非线性加权,计算机械爪轮廓曲线上各点的曲度精确量化辨识机械爪角点. 基于候选角点阈值、点的最远领域间隔和局部范围最多点数进行获选角点的初步选取. 采用平面轮廓曲线毛刺过滤筛选误识角点,实现机械爪角点的精确识别,为视觉伺服中实时定位提供可靠的位置信息. 通过与已有平面轮廓曲线角点识别算法对比,验证本研究所提方法的准确性和高效性,提取角点过程具有较强的鲁棒性.