[发明专利]一种基于轮廓边及内包圆特征的视觉伺服解耦控制方法

摘要

本发明公开了一种基于轮廓边及内包圆特征的视觉伺服解耦控制方法。在基于矩形轮廓视觉识别的眼在手机器人伺服控制应用研究中，提出基于轮廓内包圆特征和基于轮廓线特征分别控制机器人末端执行器的平移量和旋转量，并引入内包圆面积特征的矢量补偿和轮廓质心点的位置补偿，实现机器人位置和姿态的视觉伺服解耦控制。通过本发明的技术方案，能较好的克服伺服控制过程中因深度、标定误差以及图像噪声造成的不确定性问题，使机器人末端执行器运动实现较好的收敛速度和更为平滑的移动轨迹。

主权项

1.一种基于轮廓边及内包圆特征的视觉伺服解耦控制方法，所述方法包括下列步骤：S1：通过设置在六自由度机器人末端执行器上的相机采集具有矩形边框特征的目标物图像，将采集到的图像信息进行目标识别、轮廓提取和畸变校正处理，提取目标物的轮廓和位置信息；S2：根据目标物在图像中的轮廓信息，提取轮廓中的质心点、轮廓线以及质心点为圆心，质心点到四条轮廓线中最短长度作为半径的内包圆并构建包括这些特征的雅可比矩阵，同时记当前和期望状态下质心点、轮廓线、内包圆组成的图像矩信息分别为s，s*；S3：根据当前和期望系统状态下的图像矩信息构建视觉特征误差向量Δs＝(s‑s*)，如果Δs小于预设阈值δ，则机器人末端相机对目标物成图已达到期望图像矩值，即机器人末端达到期望位姿，视觉伺服解耦控制方法结束，否则执行步骤S4；S4：根据步骤S2、S3构建的雅可比矩阵和视觉特征误差向量，结合视觉伺服控制器分别控制机器人末端执行器的平移量和旋转量，并引入基于内包圆面积特征矢量补偿和质心点位置补偿，实现机器人的位置和姿态解耦控制，机器人调整位姿后返回步骤S1；