[发明专利]一种基于迭代变时长视觉伺服控制方法

摘要

本发明公开了一种基于变时长迭代的机械臂视觉伺服控制方法，包含以下步骤：1)以示教的方式获得一系列图片；2)得到当前图片和跟踪图片关系定义图像特征，以图像特征表达了机械臂的运动情况；3)基于机械臂运动学模型和相机模型建立视觉控制系统的相互关系模型，采用迭代前馈加反馈的控制方案；4)机械臂运行过程中出现目标物体不在视觉范围内，则此次迭代终止。本发明不要求在运动过程中目标持续可见，同时在一定程度上保证了机械臂能够精确跟踪目标图像。

主权项

一种基于迭代变时长策略的机械臂视觉伺服控制方法，用于机械臂目标图像的跟踪，所述机械臂为六自由度无冗余工业机械臂，自带单目摄像头可实时采集图像信息，其特征在于，该方法包括以下步骤：(1)手持相机，沿跟踪轨迹拍摄目标物体的一系列图片作为参考图片，所述目标物体的一个平面上标注三个以上标记点，并且所有参考图片中均包含该平面；(2)机械臂开始运动，由摄像头获取图像信息，根据其与步骤(1)得到的参考图片的差异，通过利用单应性关系定义图像特征，用六个和单应性矩阵相关的变量作为系统误差；(3)将步骤(2)得到的系统误差作为控制器输入，由控制器输出信号控制机械臂运动，从而跟踪步骤1得到的一系列参考图片；所述控制器包括两部分：反馈控制器和迭代控制器，所述反馈控制器为P反馈控制器，所述迭代控制器为PID学习率迭代控制器；(4)在机械臂运动过程中出现目标物体超出视野范围时，此次迭代结束，记迭代时间为T_k，T_k时间后，控制器的输入值、系统的误差和误差变化率均为零；(5)迭代多次控制机械臂运动，直到拍摄图片和参考图片误差满足终止条件或者达到迭代次数，实现按照参考轨迹的机械臂视觉伺服跟踪控制。