机器人视觉伺服轨迹规划算法研究

"1轨迹规划任务描述-labview中的webservice和网络功能，机器视觉，伺服控制，上海交通大学，博士学位论文，王宏杰，林良明，20020601" 这篇博士学位论文详细探讨了机器人视觉伺服控制方法及其在实际应用中的研究。论文的焦点在于轨迹规划任务，特别是在LabVIEW环境中利用Web Service和网络功能来实现这一目标。轨迹规划是机器人视觉伺服系统中的核心问题，旨在设计一个轨迹规划发生器，使机器人能够从初始位置到目标位置连续且平滑地移动。 图6-1展示了机器人视觉伺服跟踪任务的结构，其中P表示目标物体上的坐标系，而f、E、E分别代表摄像机上的坐标系，表示初始、当前和目标位置。论文中提到，M!是三维目标物体在特定坐标系下的齐次坐标表示，M2则表示该目标在图像平面内的投影坐标。摄像机内参数矩阵A用于将图像坐标转换为像素坐标。 作者提出了一种基于人工势能场法的轨迹规划思想，通过离散化摄像机在任务空间中的轨迹，生成一系列间隔点，并求解目标物体特征点在图像空间和机器人C空间中的运动轨迹。这种方法确保了目标物体特征点运动轨迹的连续可导性，同时避免机器人C空间向量的奇异性，从而实现有效的视觉伺服跟踪控制。 图6-2进一步描绘了基于轨迹规划算法的机器人视觉伺服控制系统的控制结构。这一结构旨在通过视觉反馈和智能控制策略，使机器人能够自主地完成复杂任务，同时快速理解周围的环境。 论文作者在实验研究中，构建了一个基于TCP/IP网络通信机制的工业级机器人视觉伺服控制系统实验平台，采用ABB工业机器人作为硬件基础，解决了传统视觉系统稳定性和实用性的问题。此外，还研究了基于位置的视觉伺服控制算法，建立位置跟踪和姿态跟踪模型，并通过实验验证了算法的准确性和实用性。 整体而言，这篇论文深入研究了机器人视觉伺服控制的多个关键环节，包括建模、图像特征选择和轨迹规划，为机器人在结构化环境中的目标定位和自主任务执行提供了理论和技术支持。