学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示
机械臂视觉伺服系统的研究
作 者: 段彦婷
导 师: 陈平
学 校: 哈尔滨工业大学
专 业: 电气工程
关键词: 视觉伺服 机械臂 数字图像处理 BP神经网络
分类号: TP242.6
类 型: 硕士论文
年 份: 2008年
下 载: 265次
引 用: 0次
阅 读: 论文下载
内容摘要
将视觉信息引入机器人控制中,使机器人具有同外部环境进行交互的能力,是当今机器人发展的重要方向。国外对视觉伺服的研究起步比较早,而国内对视觉伺服技术的研究还处于探索阶段,目前进行的许多研究工作主要集中在概念仿真,方法论证,关键技术试验上,因此进行深入的自主研究很有意义。视觉伺服是涉及多学科的复杂非线性控制,包括图像处理、动力学、运动学、控制理论、实时计算等领域。本文提出了基于图像的视觉伺服方案,避免了对系统的精确标定过程,降低了对系统硬件的要求,并进行了相关实验。机械臂系统采用PWM方式驱动各关节直流伺服电机,结合限位保护电路及信号检测处理电路构建驱动板。本文中提出了进行图像采集、处理以及图像特征点提取等工作的视觉信息处理系统实现方案,采用空间域相关算法处理图像,提取图像特征信息,形成视觉伺服循环。文中选择神经网络学习方案设计视觉伺服控制器,避免了求取图像雅可比矩阵的复杂运算和矩阵奇异性问题,给出了网络样本采集、训练方法。通过PCI-1711数据采集卡,搭建RTW实时仿真系统,提出电机模型测试方案。选择位置和速率相结合的双闭环结构设计关节伺服控制器,基于电机模型建立双闭环实时仿真系统,并进行关节伺服控制器调试。通过串口实现主控计算机和图像处理计算机通信,最后进行相应的实验。
|
全文目录
摘要 3-4 Abstract 4-9 第1章 绪论 9-17 1.1 本文研究的目的和意义 9-10 1.2 视觉伺服技术的发展概况 10-15 1.2.1 视觉伺服技术 10-11 1.2.2 机器人视觉发展历程 11 1.2.3 机器人视觉伺服系统的分类 11-14 1.2.4 视觉伺服所面临的主要问题 14 1.2.5 视觉伺服的发展前景 14-15 1.3 论文的主要研究内容与结构安排 15-17 第2章 机械臂视觉伺服系统的总体设计 17-25 2.1 引言 17-19 2.2 视觉伺服系统的结构 19-21 2.2.1 物理结构 19-20 2.2.2 控制结构 20-21 2.3 系统硬件结构及工作流程 21-24 2.3.1 机械臂系统 23 2.3.2 关节控制子系统 23 2.3.3 视觉系统 23-24 2.4 本章小结 24-25 第3章 机械臂关节控制器硬件实现 25-33 3.1 引言 25 3.2 电机驱动电路的设计 25-30 3.2.1 PWM波形发生电路 26-28 3.2.2 PWM电机调速电路 28-29 3.2.3 速率反馈控制电路 29-30 3.3 限位保护电路的设计 30-31 3.4 关节控制器的硬件实现 31-32 3.5 本章小结 32-33 第4章 机械臂视觉信息处理算法 33-52 4.1 引言 33 4.2 图像采集及显示 33-35 4.2.1 图像采集 33-34 4.2.2 图像显示 34-35 4.3 图像信息处理 35-46 4.3.1 彩色图像与灰度图像之间的转换 36 4.3.2 图像增强的点运算 36-41 4.3.3 图像的空间域平滑 41-42 4.3.4 图像空间域锐化 42-44 4.3.5 SOBEL边缘检测算子 44-46 4.4 特征图像信息求解 46-51 4.4.1 圆形目标检测方案选取 46-47 4.4.2 哈夫变换的原理 47-48 4.4.3 基于哈夫变换的圆检测 48-50 4.4.4 实验结果 50-51 4.5 本章小结 51-52 第5章 基于图像反馈的机械臂视觉定位 52-64 5.1 引言 52 5.2 图像雅可比矩阵方法原理 52-55 5.3 基于神经网络的视觉定位 55-63 5.3.1 基本原理 55 5.3.2 视觉伺服控制器设计 55-59 5.3.3 BP神经网络学习算法 59-63 5.4 本章小节 63-64 第6章 伺服控制系统的调试与运行 64-72 6.1 引言 64 6.2 基于MATLAB/RTW实时仿真系统的构建 64-65 6.2.1 方案的提出 64-65 6.2.2 实时仿真框图 65 6.3 关节伺服电机模型测定 65-67 6.4 机械臂单关节系统的闭环控制方案 67-70 6.5 实验结果数据分析 70-71 6.6 本章小结 71-72 结论 72-74 参考文献 74-78 攻读学位期间发表的学术论文 78-80 致谢 80
|
相似论文
- 基于FPGA的数字图像处理基本算法研究与实现,TP391.41
- 中医舌诊中舌形与齿痕的特征提取及分类研究,TP391.41
- 视觉伺服四自由度机械臂的研究,TP242.6
- 数字图像处理在集装箱检测中的应用研究,TP274.4
- 市级旅游用地规划环境影响评价研究,X820.3
- 珠三角地区高性能混凝土配合比智能化系统,TU528
- 大学生综合素质测评研究,G645.5
- 基于并行算法的模糊综合评价模型的设计与应用,TP18
- 基于神经网络的牡蛎呈味肽制备及呈味特性研究,TS254.4
- 高速公路拆迁民众生存系统评价研究,D523
- 基于图像处理技术的两相流动特性描述,TP391.41
- 煤矿风险信息集成与智能预警研究,X936
- 刚体系统非定点碰撞运动学与动力学研究,O313.3
- 基于计算机视觉的柑橘品质分级技术研究,TP391.41
- 基于模拟的注塑模浇注系统及成型工艺参数优化研究,TQ320.662
- 群控电梯客流密度实时识别技术研究,TP391.41
- 基于神经网络的漯河技术监督局食品安全预警系统研究,F203
- 基于神经网络的自适应噪声主动控制研究,TP183
- 数字型仪表自动识读系统研究,TP391.41
- 面向肺部CAD的特征提取、选择及分类方法研究,TP391.41
中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 自动化技术及设备 > 机器人技术 > 机器人 > 智能机器人
© 2012 www.xueweilunwen.com
|