[发明专利]移动机器人视觉系统防抖装置与防抖补偿控制方法

摘要

移动机器人视觉系统防抖装置与防抖补偿控制方法，它涉及移动机器人用视觉系统防抖装置与防抖补偿控制方法。针对移动机器人的抖动情况，通过机械和控制手段从根本上实时地消除机器人视觉系统的抖动，以达到视觉系统运动的平稳。视觉系统防抖装置由防抖机构、传感器系统、防抖控制系统构成；防抖控制系统用来实现视觉系统的防抖。本方法步骤为：抖动参数的测量、判断移动机器人视觉系统是否有抖动、计算补偿量、规划补偿轨迹和基于PD反馈和逆动力学计算的抖动补偿控制。防抖装置实现对两个视觉传感器较大范围内的运动控制并对两个视觉传感器产生的抖动进行防控。采用防抖补偿控制方法后的两个视觉传感器的各项位姿参数曲线能够较为精确地接近于期望位姿参数曲线。

主权项

1、一种移动机器人视觉系统防抖装置，所述视觉系统防抖装置由防抖机构、传感器系统和防抖控制系统三部分构成；其特征在于：所述防抖机构由左右移动单元、上下移动单元、俯仰单元、偏摆单元和基座(22)构成，上下移动单元、左右移动单元、俯仰单元和偏摆单元均设置在基座(22)上；所述传感器系统包括倾角传感器(26)、第一振动传感器(24)和第二振动传感器(25)，倾角传感器(26)、第一振动传感器(24)和第二振动传感器(25)均安装在基座(22)上；所述防抖控制系统主要包括控制系统硬件和控制系统软件，用于视觉系统的防抖；上下移动单元由上下驱动电机(1)、上下移动单元传动机构、上下运动导向轴(7)、固定块(8)、滑块(6)和上下运动同步带(28)构成；上下移动单元传动机构包括上下运动绳轮(2)、上下运动换向轮(3)、第一上下运动同步带轮(4)和第二上下运动同步带轮(5)；驱动电机(1)通过上下移动单元传动机构驱动与同步带(28)固连的固定块(8)及滑块(6)一起沿导向轴(7)上下运动；上下移动单元设置在安装有两个视觉传感器(27)的架体(50)的下方，滑块(6)与架体(50)连接以实现两个视觉传感器(27)相对基座(22)同时上下移动；左右移动单元由左右驱动电机(18)、左右移动单元传动机构和左右运动导向轴(21)构成；左右移动单元传动机构包括第一左右同步带轮(19)、第二左右同步带轮(20)和左右运动同步带(29)；左右驱动电机(18)通过左右移动单元传动机构驱动与左右运动同步带(29)固连的滑块(6)一起沿着导向轴(21)左右运动；左右移动单元设置在安装有两个视觉传感器(27)的架体(50)的下方，滑块(6)与架体(50)连接以实现两个视觉传感器(27)相对基座(22)同时左右移动；俯仰单元由俯仰驱动电机(14)、俯仰单元传动机构和支架(17)构成，俯仰单元传动机构包括第一俯仰绳轮(15)和第二俯仰绳轮(16)；俯仰驱动电机(14)通过俯仰单元传动机构驱动支架(17)做俯仰运动，固装在支架(17)内的两个视觉传感器(27)相对基座(22)同时做俯仰运动；偏摆单元由两个偏摆驱动电机(9)和两套偏摆单元传动机构构成；每套偏摆单元传动机构包括每一偏摆绳轮(10)、偏摆换向轮(11)、第一偏摆同步带轮(12)和第二偏摆同步带轮(13)；两个偏摆驱动电机(9)、两套偏摆单元传动机构左右对称设置，每个偏摆驱动电机(9)通过相应的偏摆单元传动机构实现每个视觉传感器(27)相对基座(22)偏摆运动；所述控制系统硬件由主控器(51)和五个电机驱动与控制器(52)组成；五个电机驱动与控制器(52)分别控制上下驱动电机(1)、左右驱动电机(18)、俯仰驱动电机(14)以及两个偏摆驱动电机(9)的运动；控制系统软件是基于移动机器人视觉系统防抖装置的防抖补偿控制方法利用相应程序语言编写的专业软件；传感器系统将感知到的移动机器人视觉系统抖动信息输出给主控器(51)进行处理，主控器(51)内的控制系统软件进行补偿计算得到相应补偿量后输出相应的命令信息给五个电机驱动与控制器(52)，五个电机驱动与控制器(52)控制、驱动防抖机构中相应的电机运转进行抖动补偿，以控制两个视觉传感器(27)相对地面保持平稳，从而实现移动机器人视觉系统的防抖目的。