具有深度自适应估计的视觉伺服变结构控制.pdfVIP

2007年 4月 机床与液压 Apr．2007 第35卷 第4期 MACHINETOOL HYDRAULICS V_01．35No．4 具有深度自适应估计的视觉伺服变结构控制 武波，徐鹏，李惠光 (燕山大学电气工程学院，河北秦皇岛066004) 摘要：主要从控制的角度出发 ，考虑视觉伺服的具体问题，利用变结构控制理论设计了摄像机的平移和旋转速度控制 器，用 自适应估计的方法对深度进行估计，给出深度变化趋势，基于图像误差实现定位控制 ，能够确保系统全局渐近可稳 定性。该方法不需要物体的几何模型及深度的精确值，仅需要物体初始及期望位置的深度估计值。仿真结果表明该方法是 有效的。 关键词 ：视觉伺服；全局稳定性 ；变结构控制；自适应深度估计 ． 中图分类号 ：TP242 文献标识码：A 文章编号：1001—3881(2007)4—160—3 VariableStructureControlforVisualServoingwithDepthAdaptationEstimation WU Bo，XU Peng，LIHuiguang (InstituteofElectricalEngineering，YanshanUniversity，QinhuangdsoHebei066004，China) Abstract：Consideringthespecificproblemsofvisualservoing，variablestructurecontrolhteorywasapoliedtothedesignofhte controllerwhichconsistsofhtecameratranslationalandrotationalvelocities．IncaseofI／／I~／IOWI!objectdepht，anadaptiveupdatelaw WaSusedtoestimatehtedephtofselectedfeaturesofhteobject．Underhtedrivingofhtecontroller，htecs1Reracanreachanydesired locationfrom nayinitialpositionwhilehtesystem isgloballyasymptoticallystable．Themehtoddoesnotneedknowledgeofgeometrical three．dimensionalmodelofhteobjectbutonlyhteapproximatevKluesofhtetargetpointsdephtathteinitialnaddesiredcsID．eraposi— tions． Keywords：Visualservoing；Globalstability；Variba lestructurecontrol；Adaptivedepht estimation 0 引言 数扰动具有不变性；滑动模的原点与控制量的大小无 近几年来，手眼机器人视觉伺服在机器人领域已 关，仅由对象特性及切换流行决定 ；滑动模相轨迹限 经引起广泛和越来越多的关注，粗略地讲 ，手眼机器 制在维数低于原系统的子空间内，描述其运动的微分 人视觉伺服就是在闭环控制系统中利用物体特征点的 方程阶数亦相应降低及其在机器人及电机等高度非线 当前图像特征及其期望图像特征引导摄像机从任意一 形对象中很好的应用等 ，我们将其应用到视觉伺服 初始位置运动到另一个期望的位置…，目前国内外已 控制中，来设计摄像机的平移和旋转速度，基于图像 经提出了不少的理论方法来处理这个问题 ，但大部分 误差实现定位控制 ；同时，利用初始及期望深度估计 都集中在深入理解从图像空间到笛卡儿空间的投