机器人视觉伺服半实物仿真研究

《机器人视觉伺服半实物仿真研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、摘要摘要随着机器人应用领域的不断扩大，机器人的工作环境也越来越复杂，视觉信息已成为机器人最为重要的感知功能，视觉伺服技术也成为机器人研究的热点。寻求简单有效的方法来实现机器人视觉伺服仿真具有重要意义。本文针对机器人视觉伺服中主要问题进行研究，主要完成以下工作：1．研究了机器人运动学理论，对齐次矩阵和欧拉角结合位置的坐标描述方法进行了推导，分析了两种描述方式的优缺点，并给出了转换方法，对PUMA560机器人求解了运动学正逆问题，给出了相应解法。2．设计了机器人视觉伺服半实物仿真系统整体方案，研究了OpenGL相关内容，并在VC8.

2、0中搭建虚拟仿真平台部分：包括三维仿真环境的建立、机器人图形显示、机器人驱动部分、运动学算法实现，以及轨迹规划等，并通过实验验证了算法的正确性。3．利用DirectShow在虚拟仿真框架下开发图像采集软件部分，解决了半实物仿真的接口软件问题和视觉伺服的图像显示问题。DirectShow技术的应用使得半实物仿真平台可以支持多种视频采集设备，增强了系统的扩展性。4．针对视觉伺服中图像处理计算量大，耗时长的缺点，设计卡尔曼预测器对图像特征点位置进行预测，并设置动态跟踪窗口，转换全局图像处理为局部图像处理。实验表明算法可以显著提高系统的

3、实时性和抗干扰性。关键词视觉伺服半实物仿真OpenGL轨迹规划卡尔曼滤波IAbstractAbstractWiththeexpansionoftheuseofindustryrobot,theworkspaceisbecomingmorecomplicated,robotvisualservotechnologyhasbecomearesearchfocus.Itisveryimportanttofindasimpleandeffectivewaytoimplementthesimulationofrobotvisualserv

4、o.Inthisarticlewedesignedasemi-physicalsimulationsystemforrobotvisualservo.Themainworkinthispaperissummarizedasfollows:1．Thetheoryofkinematicsanddescriptionofcoordinatewereresearched.Analyzedtheadvantagesanddisadvantagesofthedescriptionandderivedthetransformationmeth

5、od.ExplainedtheforwardandinversedkinematicsofrobotPUMA560andgavethealgorithm.2．Designedthesemi-physicalsimulationsystemandbuiltavirtualsimulationplatformincludingthree-dimensionalspace,robotgraphic,robotdriver,kinematicsalgorithmandtrajectoryplanning,allofwhichwereve

6、rifiedbyexperiment.3．DevelopedthesoftwareofvideoacquisitionpartunderthevirtualsimulationplatformbyusingDirectShow,whichsolvedtheprobleminsimulationinterfaceandimagedisplay.Thesoftwaresupportedvariousvideoequipmentsandenhancedtheexpansibilityofthesystem.4．DesignedaKal

7、manpredictortoforecastthetargetpositionandsetupatrackwindowaroundthepositionwhichconvertedtheglobalimageprocessingtolocalprocessing.Experimentshowedtherealtimeperformanceandanti-jammingperformancewereimprovedsignificantly.Keywordsvisualservosemi-physicalsimulationOpe

8、nGLtrajectoryplanningKalmanfilterII第1章绪论第1章绪论1.1选题研究背景[1]人们从一开始制作物品时，就有用各种方式制作机器人代替人劳动的想法。在中[2]国古代就有指南车、记里鼓车、木牛流马等具有机器人性质的工具，而第一次提出