絕緣子水沖洗機器人視覺伺服仿真

吳文海，姚 波，于蘭英，王國志

絕緣子水沖洗機器人視覺伺服仿真

吳文海，姚 波，于蘭英，王國志

（西南交通大學機械工程學院，成都610031）

視覺伺服研究是絕緣子水沖洗機器人研究的重要內容，其研究成果用于機器人自動瞄準絕緣子。水沖洗機器人采用基于圖像的視覺伺服控制方案，對沖洗機器人的圖像雅克比矩陣進行計算，設計基于機器人位置參數和絕緣子高度信息獲取圖像深度的方法，最后基于Robotics Tool?box和Visual Servoing Toolbox工具箱對沖洗機器人視覺控制方案進行建模、仿真，結果表明，基于圖像的機器人視覺伺服系統能夠實現對絕緣子瞄準功能。

視覺伺服控制；圖像雅克比矩陣；水沖洗機器人

0 引言

視覺伺服是通過獲取機器人與目標位置的視覺圖像信息，來控制機器人末端執行器的運動[1]。主要包括：基于位置的視覺伺服控制和基于圖像的視覺伺服控制，它們的差別主要在于控制率中輸入信號的不同，前者通過圖像信息和機器人幾何模型計算機器人執行器與目標位置的誤差，以此在笛卡爾空間坐標控制機器人運動到期望位置，后者直接利用圖像信息誤差控制機器人，可以克服攝像機標定誤差。該水沖洗機器人工作場所為鐵路變電所，環境復雜，不適宜進行場景三維重構，因此采用基于圖像的視覺伺服控制方案[2]。

基于圖像的視覺伺服控制系統涉及攝像機成像理論、圖像雅克比矩陣，機器人運動學、控制理論等學科[3]，是在攝像機透視成像模型的基礎上，通過圖像雅克比矩陣來實現的。……