面向競爭型網(wǎng)絡(luò)機(jī)器人的視覺伺服研究.pdf

1、隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展以及機(jī)器人應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大，人們對機(jī)器人技術(shù)提出了更高的要求，希望機(jī)器人具有更高的智能和更強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)能力，機(jī)器人視覺伺服研究正是為了滿足這一要求而展開的。機(jī)器人視覺伺服問題是當(dāng)今國內(nèi)外研究的熱點(diǎn)問題之一，其研究成果可以應(yīng)用在工業(yè)生產(chǎn)、機(jī)器人自動避障、軌線跟蹤和運(yùn)動目標(biāo)跟蹤等問題中。
　　 競爭型網(wǎng)絡(luò)機(jī)器人是南開大學(xué)機(jī)器人與信息自動化研究所針對已有的協(xié)作型網(wǎng)絡(luò)機(jī)器人所提出的一種新型機(jī)器人系統(tǒng)。與傳統(tǒng)的協(xié)作型網(wǎng)絡(luò)機(jī)

2、器人相比，競爭型網(wǎng)絡(luò)機(jī)器人系統(tǒng)交互性更強(qiáng)，對實時性的要求更高，為了快速有效地完成系統(tǒng)任務(wù)，必須提高機(jī)器人的智能化，使其具有一定的自治能力，因此本文對面向競爭型網(wǎng)絡(luò)機(jī)器人的視覺伺服進(jìn)行了研究。該研究對于一些具有明顯競爭特征的機(jī)器人應(yīng)用領(lǐng)域(如網(wǎng)絡(luò)游戲、軍事、反恐等)可以提供較廣泛的借鑒作用。
　　 本文在機(jī)器人視覺伺服理論的基礎(chǔ)上，結(jié)合競爭型網(wǎng)絡(luò)機(jī)器人系統(tǒng)的特點(diǎn)，設(shè)計和實現(xiàn)了一套面向競爭型網(wǎng)絡(luò)機(jī)器人作業(yè)Tele-LightSabe

3、r的視覺伺服系統(tǒng)。通過對各種視覺伺服方法的比較，論文進(jìn)行了基于圖像的無標(biāo)定視覺伺服研究，對實現(xiàn)視覺伺服控制的關(guān)鍵步驟——圖像特征提取及基于圖像雅可比矩陣的視覺伺服控制器設(shè)計進(jìn)行了重點(diǎn)介紹。
　　 圖像特征提取的結(jié)果是圖像空間中的誤差，作為視覺反饋輸入到視覺伺服控制器進(jìn)行運(yùn)動控制，是整個視覺伺服系統(tǒng)取得良好性能的基礎(chǔ)。論文第三章結(jié)合Tele-LightSaber實際作業(yè)環(huán)境，對圖像特征提取程序的每一步都進(jìn)行了詳盡的分析、設(shè)計、實現(xiàn)

4、，為控制系統(tǒng)提供了實時精確的誤差反饋。
　　 基于圖像的無標(biāo)定視覺伺服系統(tǒng)中，圖像雅可比矩陣的辨識是一個關(guān)鍵基礎(chǔ)，此處的圖像雅可比矩陣包括圖像雅可比和機(jī)器人雅可比。論文第四章根據(jù)系統(tǒng)任務(wù)的要求重點(diǎn)研究圖像雅可比矩陣的在線辨識，在已有理論的基礎(chǔ)上分別設(shè)計了基于Kalman濾波的圖像雅可比矩陣在線估計算法、機(jī)器人逆雅可比矩陣的推導(dǎo)算法，并在這些算法的基礎(chǔ)上提出了一套完整的無標(biāo)定視覺伺服控制策略。
　　 為了對本文設(shè)計實現(xiàn)的視