单目视觉伺服模块化机械臂控制系统研究.pdf

夫·晕猷漠舞垮拔硕士学位论文单目视觉伺服模块化机械臂控制系统研究陶辉指导教师姓名:申请学位级别:论文定稿日期:学位授予单位:学位授予日期:吴怀宇‘淌凇⒉┑武汉科技大学信息学院答辩委员会主席:评阅人:刘振兴教授潘炼教授张均湖教授级高工分类号:密级::
勉盔论文作者签名:豳婆日期:垫:墨:研究生学位论文创新性声明研究生学位论文版权使用授权声明武汉科技大学工作外,本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。申请学位论文与资料若有不实之处,本人承担一切相关责任。论文作者签名:本论文的研究成果归武汉科技大学所有,其研究内容不得以其它单位的名义发表。本人完全了解武汉科技大学有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向有关部门凑铡段浜嚎萍即笱Ч赜谘芯可宦畚氖章工作的规定》执行徒宦畚牡母从〖偷缱影姹荆市砺畚谋徊樵暮徒柙模同意学校将本论文的全部或部分内容编入学校认可的国家相关数据库进行检索和对外服务。指导教师签名:本人郑重声明:所呈交的学位论文是本人在导师指导下,独立进行研究所取得的成果。除了文中已经注明引用的内容或属合作研究共同完成的日
武汉科技大学硕士学位论文摘要觉伺服模块化机械臂控制系统模型进行了深入的分析和研究,并初步建立了一套用瓾表示法为其建立了变换矩阵,完成了正运动学方程求解;采用代数法对逆运动学方程进行了求解,并对模块化机械臂正逆运动学方程进行了实验分析;数处理算法,以消除图像噪声;采用统计的方法,并以最小的特征维数确定了目标第机械臂是世界微机电技术领域中的前沿研究课题。模块化机械臂可以满足机械臂各个关节易于修改、重构和具有可拓展的功能;在国防、工业、及医疗等行业,不仅要求机械臂能够实现常规的动作,而且还要求机械臂具有人类的视觉、思维、学习与自主能力等。基于上述原因,本文从理论和实验两方面,对单目视完整的基于位置的单目视觉伺服模块化机械臂控制系统。主要工作如下:第一,分析了模块化机械臂的空间位姿描述矩阵和坐标系的建立方法,并运据表明:机械臂正逆运动学误差主要来自于机械设计尺寸误差和三角函数求解计算误差。第二,设计了一种采用自适应中值滤波和自适应维纳滤波相结合的数字图像物体相对于机械臂基坐标系的位置和姿态,实现了目标物体特征的提取;实验显示:设计的滤波算法较好的提高了原始数字化图像的信噪比,采用的聚类统计方法获得了目标图像中心点像素坐标、过中心点截得目标物体的横轴与纵轴的半轴长、图像面积和周长等图像特征。第三,分析了机械手臂视觉伺服的几种方式,并采用基于位置的视觉伺服方法实现本文的规划;针对模块化机械臂运动规划问题,对各个关节模块设计了模糊硕刂破鳎⒍员仁笛榉治隽烁每刂破鞯奈榷ㄐ裕憾允直勰┒松杓屏酥线插补轨迹规划算法,对各关节模块设计了四阶三次均匀醪宀构旒9婊法,并仿真分析了算法的可靠性;同时对手臂末端和关节模块分别进行了系统全面的运动规划实验及分析;实验验证了设计的手臂末端和关节模块轨迹规划算法的可行性。关键词:视觉伺服;模块化机械臂:目标识别;运动控制系统;轨迹规划
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武汉科技大学硕士学位论文目录第摘要⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。第一章绪论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯机器人发展趋势⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..机器人视觉的研究内容⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯机器人运动控制系统概述⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯模块化机械臂控制系统⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..本课题的研究任务⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯资助本课题的专项研究基金⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.第二章模块化机械臂运动学分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..空间描述⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。.⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..俗晗到ⅰ.⒄硕蠼獗浠痪卣蟆逆运动学方程及求解⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯逆运动学方程求解概述⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..ǘ阅嬖硕Х匠糖蠼狻实验及分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯正运动学方程验证⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.嬖硕Х匠萄橹ぁ本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯第三章目标识别⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯