基于擴張狀態(tài)觀測的機器人無標定動態(tài)手眼協(xié)調(diào)

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1、基于擴張狀態(tài)觀測的視器人無標是動態(tài)手眼協(xié)調(diào)摘要機器人手隈協(xié)譎是智能純機器人研究顎蠛的～頊關(guān)鍵技術(shù)，密予蒸予標定的機器入手限協(xié)調(diào)在實際應(yīng)藤場合掰存在酶一些局限性，隨蓿計算楓技術(shù)，圖像處理技術(shù)漢及控鍘理論所取犖孽豹進步，研究魏何在手黢關(guān)系來熟情瑟下實現(xiàn)對于囂標的動態(tài)鼴蹤，也即無標定楓器人動態(tài)手眼協(xié)調(diào)閡題，逐灝成必這一領(lǐng)域媳熱點。然囂這方囂鼴研究造處于探索除段，還未形成統(tǒng)一媳理論俸系。盡茲提出的冤標定控制方法大多數(shù)局限予舅蜷定位或低速運動跟蹤，控制效果尚不盡人意。本文蘺先總結(jié)了現(xiàn)有無標定機器人手眼協(xié)調(diào)的研究成果，在闡述了狀

2、態(tài)觀測與李b償方法對于jE線性系統(tǒng)控制所表現(xiàn)出的有效性和魯棒性質(zhì)，根據(jù)無標定手眼協(xié)調(diào)系統(tǒng)所固有的非線性映射關(guān)系和耦合關(guān)系，將其成功地應(yīng)用于機器人無標定手眼協(xié)調(diào)系統(tǒng)，通過對系統(tǒng)未建模動態(tài)和未知外擾進行在線估計與補償，實現(xiàn)了對未知二維與三維空f間運動的動態(tài)跟蹤。f具體工作包括：《1．闡述了針對于非線性不確定系統(tǒng)控制所提出的基于擴張狀態(tài)觀測的自抗擾控制器的原理和實現(xiàn)方法，對控制器中各個參數(shù)對于系統(tǒng)性能的影響作了大量的仿真研究，并給出了參數(shù)選擇的一般性規(guī)律。2．分析了無標定手眼協(xié)調(diào)系統(tǒng)內(nèi)在的非線性映射關(guān)系和耩合關(guān)系，以及系統(tǒng)

3、中的不確定因素和未建模動態(tài)；運焉藕合自抗擾控銷器源瑾設(shè)計了不依賴予特定任務(wù)瑟藕合控錙器。零j饜擴張狀態(tài)觀測國家自然科學(xué)基金資助項目(資助號#69875010)器在線售計出出于動態(tài)模型不確定性秘未知外擾瑟造成靜系統(tǒng)總擾動量并在視覺反饋中對其加以棗}髏，從露抵淤了系統(tǒng)的瑟毒不確定性因素趲于控制一陡能的影響，實現(xiàn)了無標定的機器人手眼協(xié)調(diào)。3．定性分析了所設(shè)計的無標定手眼協(xié)調(diào)控錆Ⅱ器的穩(wěn)定性和收斂性。在分別對控制器各個組成部分的收斂性進行了分板后，將整個糕合系統(tǒng)化為了兩個相互獨立的一階跟蹤。微分器形式。4．對于所設(shè)計的無標定

4、手眼協(xié)調(diào)控制器進行了大量的仿真和實驗研究。針對全局單眼固定構(gòu)型，全局眼+手上眼構(gòu)型以及全局雙目視覺等不同視覺反饋縮構(gòu)設(shè)計了相應(yīng)的控制器形式，實現(xiàn)了二維平面與三維空間的目標定位與跟蹤，充分說明了運用擴張狀態(tài)觀測器實現(xiàn)機器入覓標定手眼協(xié)調(diào)的有效性。5，基于藕合臼抗擾控制器原理和圖像雅可比矩陣在線辨識方法，針對兩者各離的特點，設(shè)計了不依賴于特邇?nèi)蝿?wù)的廣泛意義下的雙}ij環(huán)手§瑟協(xié)譎控裁器。肉環(huán)采箱圖像雅可比矩陣瓷線辮識方法去實對遙近系統(tǒng)酶真實模鱉，外環(huán)采糯謇抗擾羧隸l器方法對予仍然存在黥未建模動態(tài)及未您鄉(xiāng)}攏進行動態(tài)佶毒卡

5、與毒}償。在籩基礎(chǔ)上設(shè)計了聯(lián)合控鍘囂，仿真移實驗驗涯了這一方法的可行性弱有效性。y關(guān)鍵詞：機器人疽≤，手眼協(xié)瀛7無標定，囪抗擾速套赫，擴張疾悉觀測器EXT囂NDEDS瑚EOBSERV囂R。轉(zhuǎn)AS囂D◇YNAMlCCoo萎tDlNATloNFo歉UNCA毛lB薹0蠼EDRo辯oTlC至王AN蚤。Ey囂SYS室囂濉’A器ST純ICTRobotichand—eyecoordinationisanimportanttechniqueintheresearchfieldofintelligentrobot．Duetothedi

6、fficultyandtheinevitablelimitsofprecisecalibrationonrobotichand-werelationship，theresearch0nhowtofulfillthetasksofdynamictrackinginthesituationthatthehand-eyerelationshipislessknownorunknown，thatisuncalibratedrobotichand-eyecoordination，hasbeenpaidmoreattention

7、，Nowmostuncalibratedroboticvisioncontrollersarelimitedforstatictasksordynamictrackingforlow-speedmovingobject．髓ispapersummarizessomeresearchfmits涵thefledofunealibratedrobotichand—eyecoordinationfirstly．Afterexpoundingtheeffectivenessandrobustnessofautodisturban

8、cerejectioncontroller(ADRC)tonon—linearsystemwithuncertainty,regardingthenon·linearmappingandcouplingrelationshipinherentlyexistingintherobotichand-eyecoordinationsystem，ane