机械臂视觉伺服路径规划研究进展.doc

机械臂视觉伺服路径规划研究进展
任秉银魏坤吴卓琦
哈尔滨工业大学机电工程学院上海交通大学机械与动力工程学院
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摘    要:
视觉伺服控制是机械臂完成各种复杂作业任务的有效手段, , 介绍并评述了国内外在机械臂视觉伺服控制中路径规划方面的相关研究进展, 讨论并分析了不同路径规划方法在收敛性和稳定性等方面存在的不足, 对未来的研究方向进行了展望.
关键词:
机械臂; 视觉伺服; 路径规划; 约束; 动态非结构环境; 不确定性;
作者简介:任秉银(1966—) , 男, 教授, 博士生导师, ******@hit..
收稿日期:2017-11-28
Research progress of path planning for visual servoing of robotic manipulator
REN Bingyin WEI Kun WU Zhuoqi
School of Mechatronics Engineering, Harbin Institute of Technology; School of Mechanical and Power Engineering, Shanghai Jiaotong University;
Abstract:
Visual servoing control is an effective means for robotic manipulator plex tasks and the path planning method of the robotic manipulator autonomous operation in dynamic unstructured environment is the difficulty and key in the field of visual servoing control. Two types of constraints that exist in the visual servoing path planning in dynamic unstructured environment and the processing methods of constraints are analyzed. The relevant research progresses of path planning in visual servoing control of robotic manipulator at home and abroad are reviewed, and the deficiencies in convergence and stability of different methods of path planning are also future research direction is prospected based on current research progress.
Keyword:
robotic manipulator; visual servoing; path planning; constraint; dynamic unstructured environment; uncertainty;
Received: 2017-11-28
机械臂已经广泛应用于工业自动化领域, 但大多数情况下, 机械臂是在静态结构化环境下作业, 即机械臂的作业过程是固定不变的, 机械臂只需要重复运行预先离线编制好的程序即可完成预定作业任务[1].在未来智能工厂中, 需要机械臂能够在动态变化的非结构环境下完成复杂作业任务, 要求机械臂具有智能感知外部复杂环境、自主规划作业路径以及安全作业的能力.
视觉传感器作为非接触式外部传感器, 可以感知机械臂在定位和跟踪任务中环境的动态变化[2].在视觉伺服中, 通常将当前特征和期望特征之间的误差定义为反馈函数[3-4], 通过视觉传感器反馈信息实时引导机械臂运动, 使这个误差趋向于零.
根据误差函数的定义, 现有的视觉伺服方法主要可以分为基于位置的视觉伺服(Position-Based Visual Servoing, PBVS) 和基于图像的视觉伺服(Image-Based Visual Servoing,