基于高速图像反馈的机器人视觉伺服控制研究

目录

第1章 绪论

1.1.1 课题来源

1.1.2 课题研究的背景和意义

1.2.1 视觉伺服的发展和研究现状

1.2.2 高速视觉系统的研究现状

1.3 现有研究的不足以及亟待解决的问题

1.4 本文的主要研究内容

1.4.1 机器人视觉伺服模型的建立

1.4.2 高速视觉系统的构建

1.4.3 机器人视觉伺服控制算法的设计与稳定性分析

第2章 机器人视觉伺服的运动学模型建立

2.1 引言

2.2.1 三维空间中刚体的位姿描述

2.2.2 刚体的运动旋量和伴随变换

2.3 机器人正向运动学模型建立

2.3.1 基于指数积公式的机器人正向运动学建模方法

2.3.2 C60机器人正向运动学模型

2.4.1 机器人微分运动学的推导

2.4.2 相机速度与机器人末端速度关系

2.5 本章小结

第3章 机器人视觉伺服高速图像处理系统及算法

3.1 引言

3.2 高速图像处理系统的硬件构成

3.2.1 高速工业摄像机

3.2.2 CameraLink图像传输协议

3.2.3 Xilinx KINTEX UltraSCALE+高性能开发板

3.3.1 SDSoC简介

3.3.2 HLS加速方法

3.3.3 行缓存和窗口缓存策略

3.4 相机模型的建立

3.4.1 相机坐标系与图像坐标系的关系

3.4.2 图像坐标系与像素坐标系的关系

3.4.3 相机坐标系与世界坐标系的关系

3.5 视觉系统的图像处理策略

3.5.1 ArUco标记轮廓跟踪算法

3.5.2 ArUco标记顶点检测算法

3.5.3 基于历史信息的图像检测方法

3.5.4 基于ArUco标记的位姿估计

3.6 本章小结

第4章 视觉伺服系统的标定与模型建立

4.1 引言

4.2 机器人视觉伺服系统的手眼标定

4.3 视觉伺服系统模型建立

4.4 视觉伺服系统中的速度关系

4.4.1 基于位置的视觉伺服系统

4.4.2 基于图像的视觉伺服系统

4.5 本章小结

第5章 高速图像反馈下的视觉伺服控制

5.1 引言

5.2 视觉伺服经典控制算法的设计与性能分析

5.2.1 基于位置的视觉伺服控制器设计与分析

5.2.2 基于图像的视觉伺服控制器设计与分析

5.3 高速图像反馈下的视觉伺服的速度补偿与分析

5.4 考虑视觉反馈时滞的视觉伺服

5.4.1 视觉伺服系统图像信息反馈时延计算

5.4.2 考虑图像信息反馈时延的视觉伺服目标定位控制

5.4.3 考虑图像信息反馈时延的视觉伺服目标跟踪控制

5.5 高速视觉反馈下的视觉伺服定位实验

5.6 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及其他成果

声明

致谢