基于视觉的室内机器人移动操作控制方法研究
Research on Visual-based Mobile Manipulator Motion Control
基于视觉的移动操作是机器人应用领域的研究热点问题之一.以机器人航站楼服务为背景,机器人实现自主乘梯控制为目标,研究其中涉及的楼层选择操作控制和进出轿厢路径规划与运动控制问题.首先,研究了基于单目视觉的楼层选择操作控制算法.机器人进入轿厢之前和进入轿厢之后都需要进行楼层选择操作,因此需要解决基于单目视觉反馈的底盘与手臂协调控制问题以保证机械手有效触及楼层按键.楼层选择控制算法设计了基于模糊方法的机器人近梯路径规划、根据目标图像坐标采用离线策略设计机械臂的运动轨迹以及机械臂在图像雅可比矩阵的实时逼近中实现对目标的精确控制.其次,研究了基于激光测距的自适应阀值实时路径规划算法,解决机器人进出轿厢狭小空间路径规划与控制问题.电梯轿厢空间狭小,机器人回转受强约束,进出轿厢运动的时机需要准确掌握,否则会延误时机或出现碰撞夹持问题.基于激光测距自适应阀值路径规划算法根据当前环境信息实时寻找可行方向和速度.针对机器人乘梯过程中可能出现的故障进行分析并提出解决方案.最后,设计了室内环境机器人乘梯的协调控制算法程序,机器人在模拟环境中进行实验,实验结果证明了算法的有效性.基于单目视觉的机器人乘梯提供了对给定任务的机器人自主运行的一种方法,并为后续研究打下了基础.
- 作者：
- 纪雪松
- 学位授予单位：
- 中国民航大学
- 专业名称：
- 导航制导与控制
- 授予学位：
- 硕士
- 学位年度：
- 2011年
- 导师姓名：
- 高庆吉
- 中图分类号：
- TP242
- 关键词：
- 协调控制；移动操作臂；激光测距；离线策略；图像雅克比矩阵
- coordinate control; mobile manipulator; laser range finder; outlined methodology; image jacobian matrix;