文獻標識碼: A
DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.191114
中文引用格式: 彭葉予光,武東杰. 機器人無標定視覺伺服系統(tǒng)設計與實現(xiàn)[J].電子技術應用,,2020,,46(6):77-81.
英文引用格式: Peng Yeyuguang,,Wu Dongjie. Design and implementation of robot uncalibrated visual servoing system[J]. Application of Electronic Technique,2020,,46(6):77-81.
0 引言
傳統(tǒng)應用中,,機械臂手眼系統(tǒng)對目標物體的操作都是基于標定過程完成的,,標定工作包括:相機內(nèi)參數(shù)標定[1]、機器人運動學參數(shù)標定和手眼關系標定[2-4],。但標定具有一些明顯缺點[5-6],,例如:(1)高溫、強輻射等條件下無法進行標定,;(2)系統(tǒng)結構改變,,標定參數(shù)會發(fā)生變化,需要定期進行再標定,;(3)標定過程繁復,,需要專業(yè)的人員和設備,標定成本較高,。這些標定工作嚴重限制了智能機器人的發(fā)展和進步,,因此研究人員開始深入研究無標定視覺伺服,例如使用神經(jīng)網(wǎng)絡來擬合手眼關系,,基于卡爾曼濾波估計雅可比矩陣,、基于ADRC的無標定視覺伺服控制等[3]。
無標定視覺伺服(UVS)是在沒有預先進行手眼關系標定的情況下,,利用視覺反饋的信號形成閉環(huán)控制系統(tǒng),,引導機器人運動完成相關任務的技術[2]。根據(jù)視覺系統(tǒng)反饋信號是純圖像信息還是估計出的位置,,UVS可分為基于圖像的無標定視覺伺服(IBUVS)和基于位置的無標定視覺伺服(PBUVS)[7],。相較于PBUVS,IBUVS不需要相機參數(shù),,可以實現(xiàn)完全的無標定視覺伺服控制,,使手眼系統(tǒng)具有更高的靈活性和智能性[8-9],。
本文擬采用IBUVS控制方案實現(xiàn)完全無標定的機械臂末端定位操作,從系統(tǒng)軟硬件結構設計,、關節(jié)-圖像雅可比矩陣估計算法設計,、控制器算法設計三方面展開論述,最后通過實驗說明該系統(tǒng)設計的有效性和可行性,。
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作者信息:
彭葉予光1,,武東杰2
(1.廈門雙瑞船舶涂料有限公司,福建 廈門361101,;2.廈門大學 航空航天學院,,福建 廈門361102)