[发明专利]一种智能五轴门形机械手控制系统及方法

权利要求书

1.一种智能五轴门形机械手控制方法，其特征在于，所述智能五轴门形机械手控制方法包括：

第一步，利用操作键盘输入机械手操作参数；利用指令选择程序进行选择生成操作指令；利用基于数字稳像算法的摄像机实时获取机械手末端的图像；

第二步，利用位置控制器、摄像机获取的机械手末端的图像对机械手坐标位置进行标定；利用升降器升降机械手的高度；利用伸缩结构进行机械手伸缩操作；利用旋转轴进行机械手旋转操作；利用夹持结构进行机械手抓取操作；

第三步，利用速度传感器检测机械手移动的速度，并利用基于矢量控制的速度控制器调节机械手操作速度；

第四步，利用显示器显示智能五轴门形机械手控制系统界面及操作指令、方向、高度、工作速度数据以及获取到的机械手前方实时图像。

2.如权利要求1所述的智能五轴门形机械手控制方法，其特征在于，所述第三步数字稳像算法具体包括：

(1)从静态背景上提取检测块；

(2)通过跟踪这些检测块得到帧间全局运动参量；

(3)计算补偿矩阵并补偿原图像的抖动得到运动补偿帧；

(4)变换补偿帧的邻帧图像对补偿帧进行修补。

3.如权利要求1所述的智能五轴门形机械手控制方法，其特征在于，所述第三步的数字稳像算法还包括：

采用估计的当前时刻的全局运动参量p_t＝(a,b,c,d)^T将前帧I_t-1，的坐标变换回当前帧I_t，的坐标，得到运动补偿前帧，以补偿背景的运动，变换图像为：

式中x表示当前帧I_t中像素的坐标矢量，表示I_t-1中像素的坐标矢量，图像变换采用双线性插值，表示使得运动补偿前帧与当前帧I_t最佳匹配的全局运动变换矩阵：

然后计算补偿前帧与I_t的绝对差分图像，可表示为：

利用绝对差分图像检测并分离出I_t中的运动物体区域，并从剩余背景区域中选取检测块用于下一轮的全局运动估计。

4.一种实现权利要求1所述智能五轴门形机械手控制方法的智能五轴门形机械手控制系统，其特征在于，所述智能五轴门形机械手控制系统包括：

数据输入模块、指令生成模块、中央控制模块、标定模块、升降模块、伸缩模块、旋转模块、抓取模块、速度调节模块、显示模块；

数据输入模块，与中央控制模块连接，用于通过操作键盘输入机械手操作参数；

指令生成模块，与中央控制模块连接，用于通过指令选择程序进行选择生成操作指令；

中央控制模块，与数据输入模块、指令生成模块、标定模块、升降模块、伸缩模块、旋转模块、抓取模块、速度调节模块、显示模块连接，用于通过单片机控制各个模块正常工作；

标定模块，与中央控制模块连接，用于通过位置控制器对机械手坐标位置进行标定；

升降模块，与中央控制模块连接，用于通过升降器升降机械手的高度；

伸缩模块，与中央控制模块连接，用于通过伸缩结构进行机械手伸缩操作；

旋转模块，与中央控制模块连接，用于通过旋转轴进行机械手旋转操作；

抓取模块，与中央控制模块连接，用于通过夹持结构进行机械手抓取操作；

速度调节模块，与中央控制模块连接，用于通过速度控制器调节机械手操作速度；

摄像模块，与中央控制模块连接，用于通过摄像机实时获取机械手末端的图像；

显示模块，与中央控制模块连接，用于通过显示器显示智能五轴门形机械手控制系统界面及操作指令、方向、高度、工作速度数据。

5.一种应用权利要求1～3任意一项所述智能五轴门形机械手控制方法的机械手。