基于雙目視覺的伺服機械臂運動控制研究.pdf

1、機器人視覺技術(shù)自出現(xiàn)以來，就備受關(guān)注并得到極大發(fā)展，在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療、服務(wù)業(yè)以及航空航天等多個領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用。然而隨著研究的深入和應(yīng)用的發(fā)展，人們對于視覺伺服機器人系統(tǒng)的準(zhǔn)確性、實時性和穩(wěn)定性都提出了更高的要求，因此目前針對實時控制系統(tǒng)的視覺控制技術(shù)仍有較大的提升空間。
　　基于機器人視覺技術(shù)目前的技術(shù)現(xiàn)狀和發(fā)展方向，本文以雙目視覺伺服的六自由度機械臂系統(tǒng)作為研究對象，分別從機械臂的運動學(xué)分析理論、運動軌跡規(guī)劃理論、雙目

2、視覺理論進(jìn)行較為深入的分析和研究，將雙目視覺理論和機械臂控制理論有機結(jié)合起來，并著重對現(xiàn)有雙目視覺技術(shù)中的最為復(fù)雜的立體匹配理論進(jìn)行研究和改進(jìn)。
　　本文主要完成了以下五個方面的分析、研究、設(shè)計和驗證。以六自由度機械臂為模型進(jìn)行運動學(xué)分析和描述，并以此為對象利用D-H模型進(jìn)行建模和仿真，并進(jìn)行了正、逆運動學(xué)求解分析，作為機械臂控制的理論基礎(chǔ);基于運動學(xué)建模并分別對于關(guān)節(jié)空間中的軌跡規(guī)劃和笛卡爾空間中的軌跡規(guī)劃進(jìn)行了分析，并利用MA

3、TLAB平臺對多項式插值算法和給定路徑插補算法進(jìn)行了仿真;對雙目視覺識別技術(shù)進(jìn)行結(jié)構(gòu)化分析，并著重對稠密立體匹配進(jìn)行了研究，并基于已有的區(qū)域生長理論引入預(yù)篩選、自適應(yīng)閾值的Shi-Tomasi圖像分割理論和跳躍式快速生長的概念，對算法進(jìn)行了優(yōu)化，并進(jìn)行了理論分析和實驗驗證;基于以上研究和優(yōu)化，基于LabVIEW和FPGA設(shè)計了雙目視覺伺服機械臂實時控制系統(tǒng);最后利用搭建的控制系統(tǒng)對理論研究進(jìn)行了參數(shù)調(diào)整、性能測試、理論驗證和結(jié)果分析。<