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6NH7810-0AA206NH7810-0AA20機(jī)器人視覺(jué)伺服系統(tǒng)是機(jī)器視覺(jué)和機(jī)器人控制的有機(jī)結(jié)合，是一個(gè)非線性、強(qiáng)耦合的復(fù)雜系統(tǒng)，其內(nèi)容涉及圖象處理、機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)、控制理論等研究領(lǐng)域。隨著攝像設(shè)備性能價(jià)格比和計(jì)算機(jī)信息處理速度的提高，以及有關(guān)理論的日益完善，視覺(jué)伺服已具備實(shí)際應(yīng)用的技術(shù)條件，相關(guān)的技術(shù)問(wèn)題也成為當(dāng)前研究的熱點(diǎn)。 本文對(duì)機(jī)器人視覺(jué)伺服技術(shù)進(jìn)行了綜述，介紹了機(jī)器人視覺(jué)伺服系統(tǒng)的概念及發(fā)展歷程和分類，重點(diǎn)介紹了基于位置的視覺(jué)伺服系統(tǒng)和基于圖像的視覺(jué)伺服系統(tǒng)。對(duì)機(jī)器人視覺(jué)所涉及的前沿問(wèn)題做了概括，并指出了目前研究中所存在的問(wèn)題及今后發(fā)展方向。 機(jī)器人視覺(jué)伺服系統(tǒng) 視覺(jué)伺服的定義： 人類對(duì)于外部的信息獲取大部分是通過(guò)眼睛獲得的，千百年來(lái)人類一直夢(mèng)想著能夠制造出智能機(jī)器，這種智能機(jī)器首先具有人眼的功能，可以對(duì)外部世界進(jìn)行認(rèn)識(shí)和理解。人腦中有很多組織參與了視覺(jué)信息的處理，因而能夠輕易的處理許多視覺(jué)問(wèn)題，可是視覺(jué)認(rèn)知作為一個(gè)過(guò)程，人類卻知道的很少，從而造成了對(duì)智能機(jī)器的夢(mèng)想一直難以實(shí)現(xiàn)。隨著照相機(jī)技術(shù)的發(fā)展和計(jì)算機(jī)技術(shù)的出現(xiàn)，具有視覺(jué)功能的智能機(jī)器開(kāi)始被人類制造出來(lái)，逐步形成了機(jī)器視覺(jué)學(xué)科和產(chǎn)業(yè)。所謂機(jī)器視覺(jué)，美國(guó)制造工程師協(xié)會(huì)(sme society of manufacturing engineers)機(jī)器視覺(jué)分會(huì)和美國(guó)機(jī)器人工業(yè)協(xié)會(huì)(ria robotic industries association) 的自動(dòng)化視覺(jué)分會(huì)給出的定義是： “機(jī)器視覺(jué)是通過(guò)光學(xué)的裝置和非接觸的傳感器自動(dòng)地接收和處理一個(gè)真實(shí)物體的圖像，以獲得所需信息或用于控制機(jī)器人運(yùn)動(dòng)的裝置！ 機(jī)器視覺(jué)作為與人眼類似的機(jī)器仿生系統(tǒng)，從廣義角度凡是通過(guò)光學(xué)裝置獲取真實(shí)物體的信息以及對(duì)相關(guān)信息的處理與執(zhí)行都是機(jī)器視覺(jué)，這就包括了可見(jiàn)視覺(jué)以及非可見(jiàn)視覺(jué)，甚至包括人類視覺(jué)不能直接觀察到的、物體內(nèi)部信息的獲取與處理等。 機(jī)器人視覺(jué)發(fā)展歷程 上個(gè)世紀(jì)60年代，由于機(jī)器人和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，人們開(kāi)始研究具有視覺(jué)功能的機(jī)器人。但在這些研究中，機(jī)器人的視覺(jué)與機(jī)器人的動(dòng)作，嚴(yán)格上講是開(kāi)環(huán)的。機(jī)器人的視覺(jué)系統(tǒng)通過(guò)圖像處理，得到目標(biāo)位姿，然后根據(jù)目標(biāo)位姿，計(jì)算出機(jī)器運(yùn)動(dòng)的位姿，在整個(gè)過(guò)程中，視覺(jué)系統(tǒng)一次性地“提供”信息，然后就不參與過(guò)程了。在1973年，有人將視覺(jué)系統(tǒng)應(yīng)用于機(jī)器人控制系統(tǒng)，在這一時(shí)期把這一過(guò)程稱作視覺(jué)反饋(visual feedback)。直到1979年，hill和park提出了“視覺(jué)伺服”(visual servo)概念。很明顯，視覺(jué)反饋的含義只是從視覺(jué)信息中提取反饋信號(hào)，而視覺(jué)伺服則是包括了從視覺(jué)信號(hào)處理，到機(jī)器人控制的全過(guò)程，所以視覺(jué)伺服比視覺(jué)反饋能更全面地反映機(jī)器人視覺(jué)和控制的有關(guān)研究?jī)?nèi)容。 上個(gè)世紀(jì)80年以來(lái)，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和攝像設(shè)備的發(fā)展，機(jī)器人視覺(jué)伺服系統(tǒng)的技術(shù)問(wèn)題吸引了眾多研究人員的注意。在過(guò)去的幾年里，機(jī)器人視覺(jué)伺服無(wú)論是在理論上還是在應(yīng)用方面都取得了很大進(jìn)展。在許多學(xué)術(shù)會(huì)議上，視覺(jué)伺服技術(shù)經(jīng)常列為會(huì)議的一個(gè)專題。視覺(jué)伺服已逐漸發(fā)展為跨機(jī)器人、自動(dòng)控制和圖像處理等技術(shù)領(lǐng)域的一門(mén)獨(dú)立技術(shù)。 6NH7810-0AA20 |
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