基于图象雅可比矩阵的机器人无标定动态手眼协调

摘要

该文在总结现有无标定机器人手眼协调研究的基础上,着重探索了针对动态目标任务的手眼反馈控制策略.根据动态无标定手眼协调任务的要求和环境特点,设计了一种新的基于Kalman滤波的图象雅可比矩阵在线估计算法,并在此基础上提出一套完整的无标定手眼协调控制策略,实现对未知二维和空间三维运动的动态踊跃.

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

1.1引言

1.2机器人手眼协调

1.2.1手眼协调研究的历史发展

1.2.2手眼协调系统结构

1.3无标定手眼协调及其控制方法

1.3.1问题的提出

1.3.2传统的无标定方法

1.4本文的主要工作

第二章基于图象雅可比矩阵的无标定手眼协调

2.1图象雅可比矩阵模型

2.2图象雅可比矩阵的例子

2.3应用图象雅可比矩阵建立视觉反馈控制

2.4基于图象雅可比矩阵的手眼协调系统性能分析

2.5无标定环境下雅可比矩阵的辨识方法

第三章基于Kalman滤波的雅可比矩阵在线辨识

3.1图象雅可比矩阵的动态辨识

3.2 Kalman滤波估计算法概述

3.3图象雅可比矩阵的在线Kalman滤波辨识

第四章眼固定＋眼在手上的无标定二维运动跟踪

4.1系统与任务描述

4.2全局视觉的无标定手眼协调控制

4.2.1固定摄像机观察二维运动的图象雅可比矩阵

4.2.2固定眼图象雅可比矩阵的在线Kalman估计

4.2.3固定眼的视觉反馈控制

4.3眼在手上无标定视觉伺服

4.3.1手上摄像机的图象雅可比矩阵

4.3.2眼在手上图象雅可比矩阵的估计

4.3.3眼在手上的视觉反馈控制率

4.4两种反馈控制率的切换

4.5仿真

4.6结论

第五章固定双目无标定三维运动跟踪

5.1引言

5.2双目视觉的图象雅可比矩阵

5.3图象雅可比矩阵的在线Kalman-Bucy估计

5.4基于图象雅可比矩阵的反馈控制率

5.5仿真

5.6结论

第六章机器人手眼协调实验系统

6.1系统整体结构

6.2机器人本体

6.2.1机器人本体控制器

6.2.2机器人端控制程序

6.3机器人视觉子系统

6.3.1系统构成

6.3.2图象卡程序开发

6.3.3彩色图像处理

6.3.4图象预处理

6.3.5图象特征与目标识别

6.4通信子系统

6.4.1子系统结构与功能

6.4.2系统通信协议设计

6.4.3模块的具体实现

第七章无标定手眼协调运动跟踪实验

7.1眼固定＋眼在手上无标定二维运动跟踪实验

7.2无标定三维运动跟踪实验

第八章总结

参考文献

附录

致谢