基于双目视觉反馈伺服的非完整机器人跟踪研究-精品课件(PPT).ppt

国民经济动员仿真演练系统上海理工大学 2011 年 12 月王宝磊基于双目视觉反馈伺服的非完整移动机器人跟踪研究 2报告提纲 1234主要研究内容及解决问题课题意义及来源课题国内外研究情况 4研究进展安排 3 课题研究意义 课题来源?目前非完整移动机器人控制系统设计中方法大多假定环境、任务以及系统的状态估计都是已知的,但实际情况并非如此。机器人在家庭服务、工业现场、军工安防以及极限环境等方面应用的工作基础?相关参量利用视觉系统容易得到,视觉伺服在机器人领域得到广泛应用。双目视觉由于可以方便的重现三维世界,已经成为热门研究方向。?非完整移动机器人跟踪问题根据跟踪目标不同分为两类机器人在家庭服务、工业现场、军工安防以及极限环境等方面应用的工作基础。若目标受非完整约束,则问题为轨迹跟踪和路径跟随;若目标不受非完整约束,则问题将会大大扩展,如人机跟随。?机器人跟随是机器人在家庭服务、工业现场、军事安防以及极限环境等方面应用的工作基础,有着重要的实用价值。 课题研究意义?国家自然科学基金项目“基于视觉伺服反馈的非完整系统镇定(60474009) ”延伸课题; ?国家自然科学基金项目( 60874002 )支持; ?上海市重点学科项目( S30501 )支持; ?上海市研究生创新课题“基于双目视觉伺服反馈的非完整移动机器人轨迹跟踪( JWCXSL1102 )”; 课题研究来源 2 课题国内外研究情况?视觉伺服反馈的概念最早产生于上世纪 70年代末期, Hill 和 Park 将其用在闭环系统中来控制机械手的终端执行器,近年来,也已往平面非完整移动机器人上应用。?轨迹跟踪控制器的研究上, Kanayama 等利用 Lyapunov 法设计了在线性化假设下具有渐进稳定性的控制律; D’ Andrea-Novel 利用动态线性化方法设计了带有奇异点的指数收敛控制器;在上述工作基础上,相关控制方法得到了快速发展。?视觉平面内系统的非完整移动机器人跟踪以及视觉伺服反馈下的运动学控制问题,不仅极大地丰富了非完整系统控制理论的研究领域和研究内容,而且建立起了先进控制理论与实际应用的桥梁。 3 课题研究内容及解决问题 课题研究内容 课题解决问题 课题研究内容?本课题利用视觉量测信息,将非完整控制系统的任务映射到双目视觉空间中,在双目视觉空间中考察这一问题。?从控制理论的角度,将量测和控制结合起来,研究在视觉坐标系下这类系统跟踪问题的理论和方法。?采用双目视觉伺服的优点是它可以模拟人的视觉器官、对环境实施非接触量测以及改进系统的性能等。?这一项目的难点和关键问题是: 1 、同时在两个视觉坐标系下进行控制器设计; 2 、实际环境对理论控制器的约束使用; 3 、视觉系统稳定性及精度对控制器的影响。 课题研究内容研究内容详细可以划分为三步: ; 2. 非完整移动机器人跟踪问题的控制算法设计、优化及实验验证; 3. 设计基于视觉反馈的机器人跟踪控制方法,完成控制器的设计并进行实验验证。 课题研究内容课题研究方法: 该课题首先研究双目视觉反馈控制问题的基本理论、最新发展及目前存在的主要问题,其次研究非完整移动机器人跟踪控制的基本问题,设计稳定可靠的跟踪算法并进行仿真验证,然后基于以上工作探讨基于双目视觉反馈的机器人跟踪控制方法并设计其控制器,在非完整移动机器人上完成所有实验验证。进一步基于双目视觉反馈的机器人跟踪实验结果探讨该系统的特点和性质, 而后从这种方法抽象出更深刻的相关理论与规律。