基于RM-501機(jī)械臂視覺(jué)伺服系統(tǒng)的研究.pdf

1、機(jī)器人自誕生之日起就有著廣泛的應(yīng)用，近年來(lái)，機(jī)器人技術(shù)已成為高技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)具有代表性的戰(zhàn)略技術(shù)之一。為使機(jī)器人能更好地適應(yīng)環(huán)境，具備一定的智能，需要給機(jī)器人配備各種外部傳感器，如力覺(jué)、觸覺(jué)、距離和視覺(jué)傳感器。視覺(jué)傳感器具有速度快、信息量大、功能多的特點(diǎn)，被認(rèn)為是機(jī)器人最重要的傳感器。為機(jī)器人安裝眼睛，使機(jī)器人更加智能化，正是視覺(jué)伺服系統(tǒng)研究所要實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)。
　　視覺(jué)伺服系統(tǒng)根據(jù)視覺(jué)傳感器提供的機(jī)器人工作環(huán)境的外部信息，實(shí)時(shí)地調(diào)整機(jī)器

2、人的位姿，從而實(shí)現(xiàn)精確地跟蹤或定位。本文設(shè)計(jì)了基于機(jī)械臂RM-501的嵌入式視覺(jué)伺服系統(tǒng)。該系統(tǒng)以實(shí)現(xiàn)插軸入孔為目標(biāo)，它包括視覺(jué)子系統(tǒng)、視覺(jué)控制器以及關(guān)節(jié)伺服系統(tǒng)三部分。相比于傳統(tǒng)的采用PC機(jī)做為控制單元的視覺(jué)伺服系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有處理速度快、適用性強(qiáng)、可靠性高等優(yōu)勢(shì)。
　　首先，本文在分析了視覺(jué)伺服的研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，結(jié)合課題的目標(biāo)，確定了視覺(jué)伺服系統(tǒng)的整體方案：眼在手上、基于圖像的視覺(jué)伺服方式。其次，進(jìn)行了機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)學(xué)分析。由于

3、多數(shù)場(chǎng)合對(duì)機(jī)械臂末端操作點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡有嚴(yán)格的要求，課題進(jìn)一步進(jìn)行了插補(bǔ)算法實(shí)現(xiàn)軌跡規(guī)劃的仿真。設(shè)計(jì)并完成了關(guān)節(jié)伺服系統(tǒng)的調(diào)試。關(guān)節(jié)伺服系統(tǒng)采用內(nèi)環(huán)為速率環(huán)，外環(huán)為位置環(huán)的雙閉環(huán)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)對(duì)期望位置信息的跟隨。其中，控制器采用ADI公司的ADuC7026芯片，關(guān)節(jié)電機(jī)采用PWM方式調(diào)速，速率傳感器采用速率陀螺ADXRS300，位置反饋通過(guò)讀取光電碼盤(pán)的計(jì)數(shù)值實(shí)現(xiàn)。然后，設(shè)計(jì)并完成了基于ADSP BF533的視覺(jué)子系統(tǒng)。視覺(jué)子系統(tǒng)負(fù)責(zé)采集、處