基于圖像的空間機(jī)器人視覺伺服技術(shù)研究.pdf

1、隨著空間探索的深入,空間機(jī)器人將發(fā)揮越來越重要的作用,空間機(jī)器人視覺伺服控制技術(shù)成為近年來的研究熱點(diǎn)。其中,圖像特征提取與路徑規(guī)劃是視覺伺服技術(shù)的關(guān)鍵部分。本文以項(xiàng)目組承擔(dān)的空間機(jī)器人相關(guān)項(xiàng)目為背景,為了實(shí)現(xiàn)對(duì)合作目標(biāo)子星的自主捕獲,開展了基于圖像的空間機(jī)器人視覺伺服技術(shù)方面的研究。
　　本文首先針對(duì)空間機(jī)器人要執(zhí)行的合作目標(biāo)抓捕任務(wù),設(shè)計(jì)了目標(biāo)子星的特征光標(biāo),對(duì)應(yīng)此特征光標(biāo),圖像特征提取中要用到的圖像處理方法包括圖像濾波、圖像分

2、割、形態(tài)學(xué)運(yùn)算等;然后介紹了本文要用到的攝像機(jī)模型及相應(yīng)的攝像機(jī)內(nèi)外參數(shù)標(biāo)定算法。
　　其次,論文介紹了的空間機(jī)器人的模型和基本坐標(biāo)定義,以及幾種不同情況下的空間機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)基本方程。通過對(duì)空間機(jī)器人的特點(diǎn)的分析,提出了基于圖像的視覺伺服控制方法,主要有末端速度規(guī)劃、關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)規(guī)劃、關(guān)節(jié)控制方法等;另外分析了機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)對(duì)基座的擾動(dòng)。其中圖像雅可比矩陣圖像特征誤差到機(jī)器人末端速度之間的橋梁,推導(dǎo)了圖像雅可比矩陣并對(duì)本文設(shè)計(jì)的特征光標(biāo)雅