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《視覺伺服系統(tǒng)課程論文》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫。
1、視覺伺服系統(tǒng)摘要：木文首先視覺伺服的發(fā)展進(jìn)行了綜合了解，簡單介紹了其幾種分類方式，主要介紹了基于位置和圖像的兩種視覺伺服系統(tǒng)，并對兩者進(jìn)行比較，然后詳細(xì)介紹了視覺伺服系統(tǒng)屮的兩個關(guān)鍵任務(wù)：目標(biāo)物體的圖像獲取與處理，他是視覺伺服系統(tǒng)運動規(guī)劃的前提；采用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的控制方法設(shè)計視覺伺服控制器,最后簡述了視覺伺服系統(tǒng)的兒種發(fā)展趨勢。關(guān)鍵詞：視覺伺服圖像處理BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)視覺控制器visualservosystemAbstract:Thispaperfirstpresentscomprehensiveinformationo
2、fthedevelopmentofvisualservo,andintroducesdifferentclassificationmethods,mainlyintroduceimage-basedandposition-basedvisualservosystem,andcomparethedifferencebetweenthistwosystem,thenintroducetwokeytasksofvisualservosystem:imageacquisitionandprocessing,itisthepe
3、omiseofthemotionplanningprincipletotherobotvisualservosystem；designthevisualservocontrollerusingBPneuralnetwork.Finally，sketchseveraldevelopmenttendencyaboutvisualservosystem.Keywords:visualservoimageprocessingBPneuralnetworkvisualservocontroller1視覺伺服系統(tǒng)綜述1.1視覺伺
4、服的發(fā)展歷程視覺作為人類最主要的信息器官，為人類提供了多達(dá)80%以上的外部信息，視覺也被認(rèn)為是機(jī)器人最主要的感知能力。視覺傳感器為機(jī)器人提供了十分豐富的外界信息，在不需要傳感器的運動及物休無任何接觸的情況卜就對以達(dá)到對環(huán)境和H標(biāo)的識別，這是其他傳感器難以做到的，因此機(jī)器人視覺是機(jī)器人智能化的一個上要研究方向，對他進(jìn)行研究具有重人意義。機(jī)器人視覺是上個世紀(jì)60年代末隨著計算機(jī)及電子技術(shù)的快速發(fā)展而產(chǎn)生的。1968年,美國斯坦福人工智能實驗室的麥卡錫等人研制了帶有眼、耳等“感知器官”的機(jī)械手系統(tǒng)，他們給機(jī)械手裝上攝像頭和
5、拾音器，在主控計算機(jī)的控制F，表演了一套能夠“看見"散放在桌而上的方塊、識別語音命令以及按計算機(jī)指令進(jìn)行操作的系統(tǒng)山。到了7()年代，圖像處理技術(shù)有了飛速的發(fā)展，并且能初步獲取目標(biāo)物體的深度信息，使得識別物體的精度更高。當(dāng)吋的研究工作雖然進(jìn)展很快，但卻只停留在理論研究，無法用于實際。這是因為視覺系統(tǒng)的信息量巨大，川來處理這些信息的破件系統(tǒng)也相當(dāng)龐大，H?處理速度較低，圖像處理時間過長⑵。1973年,Shirai和Inoue捉出了利用視覺反饋估算機(jī)器人位置來提高任務(wù)精度的觀點⑶，他們釆用的方法是：首先獲得目標(biāo)物體的實際
6、位置和期望位置的誤差量，然后再驅(qū)動機(jī)械臂運動,縮小誤差量。這是一種開環(huán)控制模式。之后,Hill和Park提出了“視覺伺服(visualservoing)"的概念，他們在系統(tǒng)中完全采川視覺反饋閉環(huán)控制方案來捉高系統(tǒng)的整體精度。為了使現(xiàn)代工業(yè)機(jī)器人能適用于更為復(fù)雜的工作，如焊縫跟蹤、物體的精確放置，這種基于視覺信息的機(jī)器人控制方法吸引了眾人的關(guān)注。到了80年代后期，計算機(jī)處理速度以級數(shù)狀態(tài)飛快發(fā)展，圖像處理軟硬件和CCD攝像頭也隨Z迅速發(fā)展，為機(jī)器人視覺伺服研究提供了堅實的基礎(chǔ)。在過去的十幾年里，機(jī)器人視覺控制無論是在理
7、論方血還是在應(yīng)用方血都有了很大進(jìn)步，其研究工作也轉(zhuǎn)向為視覺伺服系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、快速有效的圖像處理算法以及視覺伺服控制器的設(shè)計等兒個主要方面。1.2視覺伺服系統(tǒng)的分類根據(jù)攝像機(jī)放置的位置、使用的攝像機(jī)數(shù)碼以及系統(tǒng)反饋信息類型的不同，視覺伺服系統(tǒng)通?？梢苑譃橐韵聨最悾焊鶕?jù)攝像機(jī)放置位置的不同，可分為眼在手上系統(tǒng)和Eye-to-Hand系統(tǒng)；根據(jù)使用的攝像機(jī)數(shù)目的不同，可分為單目、雙目和多目視覺伺服系統(tǒng)；根據(jù)系統(tǒng)反饋信號類型的不同，可分為基于位置的視覺伺服系統(tǒng)、基于圖像的視覺伺服系統(tǒng)以及混合視覺伺服系統(tǒng)⑷。1.2.1基于位置的視
8、覺伺服系統(tǒng)基于圖像的視覺伺服系統(tǒng)，其伺服誤差直接定義在圖像特征空間，即攝像機(jī)觀察到的特征信息直接用于反饋，不需耍對三維姿態(tài)進(jìn)行佔計⑸。該方案的結(jié)構(gòu)框圖如圖2」所示。圖2.1基于位置的視覺伺服系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖該方法的主要優(yōu)點是直接在笛卡爾空間控制機(jī)械手的運動，另外它把視覺重構(gòu)問題從機(jī)器人控制中分離出來，這樣可以分別對二者進(jìn)行研究。但這種方法一?般需要對
