基于视觉反馈的机械手臂运动轨迹优化控制

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1、洳；：≥、畴’硕士学位论文⑧论文题目基于视觉反馈的机械手臂运动轨迹优化控制作者姓名指导教师韦巍教授学科(专业)系统分析与集成所在学院电气工程学院提交日期2007年5月10日浙江大学硕士学位论文摘要随着科学技术的发展和社会的进步，机器人的运用越来越普及，机械手被广泛应用于自动化生产的各行各业中，机械手的研究取得了很大的进展。出于对图像采集处理和机械手运动精度的需求，基于视觉反馈的机械手的轨迹优化方面的控制就显得非常重要。本文所用的实验平台为EduBot-250M型机械手，文章首先对机械手整个运动控制系统进行硬件设备的

2、分析和搭建，分析了机械手的运动学问题，建立好机械手的运动学模型并在此基础上实现了D．H法的运动学求解，接着建立了基于D．H参数的位姿误差模型，对机械手的位姿误差进行了分析，添加了视觉反馈装置，实现图像的处理和图像空间的转换，得到目标物体的三维坐标以及机械手末端夹手的实际位置，从而根据视觉反馈信息对误差进行校正，最后在此基础上分析轨迹规划原理，讨论多种轨迹规划方法，实现了机械手的运动轨迹优化控制。关键词：机械手、图像处理、运动学、轨迹规划、误差浙江大学硕士学位论文AbstractWiththehi曲lydevelop

3、ingofscienceandtechnologies，andtheprogressofsociety,theapplicationofroboticsbecomesmoreandmorepopular,roboticarmshavebeenwidelyusedinmanyautomaticmanufactures．Asweallknow,mostoftheroboticalmsneedtoprocesstheimagesanddemandhighlyaccuratemovements，SOit’SSOimport

4、anttoanalyzethepathoptimizationcontroloftheroboticarms，whichisbasedonthevisualfeedback．EduBot一250MroboticanTiisusedintheexperimentplatformofthisthesis．Fistofa11．thehardwaredevicesofthewholeroboticarnlinkineticcontrolsystemareanalyzedandestablished，thekinematic

5、alanalysisarecarriedon，thekinematicalmodelofthisrobotic锄iSbuilt，SObasedonallofthem，theinversekinematicalsolutionsofroboticjoinsusingD—Hmethodhavebeensolved．Next,thepositionalerrormodelwiththeD·Hparametersisbuilt,andthentheerrorsofD-Hparametersareanalyzed．Thenv

6、isualfeedbackequipmentsareaddedtoachievetheimageprocessingandthetransitionoftheimages，andthencalculatethe3Dcoordinatesoftheobjectsandgettherealpositionofthisroboticaml．Sobasedontheinformationofthevisualfeedback,theerrorshavebeencompensated．Atlast,thetheoryofpa

7、thplanningisanalyzedandmanypathplanningmethodsarediscussedinthispapertoachievethecontrolofpathoptimization．Keywords：Roboticarm，Imageprocessing，Kinematics，Pathplanning，Error—Il—浙江大学硕士学位论文第1章绪论1．1机器人的定义和分类机器人是当今工业的重要组成部分，它们能够精确地执行各种各样的任务何操作，然而要给机器人下个合适的和人们普遍认同的定

8、义是困难的。如果将常规的机器人操作手与挂在多用车或牵引车上的起重机进行比较，可发现两者非常相似。它们都具有多个连杆，连杆通过关节依次连接，关节由驱动器驱动。在这两个系统中，操作机的“手”都能在空中运动并可以运动到工作空间的任何位置，他们都能承载一定的负荷，并且都用一个中央控制器控制驱动器。然而，它们一个称为机器人，另一个称为操作机(也就是起重机)，两者最根本