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1、沈阳理工大学学士学位论文目录摘要Abstract第一章 绪论11.1引言11.2机器人力控制研究现状41.2.1 经典的力控制方法41.2.2 机器人智能力控制方法71.3 机器人控制器的体系与结构81.4 机器人力控制主要的研究问题101.5 力控制的应用场合111.6 论文的主要研究内容121.6.1 本文的课题背景121.6.2 本文要解决的几个问题131.6.3 论文结构13第二章 阻抗力控制的研究142.1 引言142.1.1 阻抗控制的特点152.1.2 阻抗控制的实现方法152.2 阻抗控制方法原理162.2.1 机器人的动力学方程推导162.2.2 雅克比矩阵的推导182.2.
2、3 阻抗控制中传统的参考轨迹算法202.3 机器人运动学分析212.4 机器人动力学分析222.5 本章小结25第三章 视觉模型在机器人中的研究253.1 引言253.1.1 机器人视觉的基本概念253.1.2 机器人视觉控制的作用263.2 机器人视觉控制的研究内容273.2.1 摄像机标定273.2.2 视觉测量283.2.3 视觉控制的结构与算法283.3 视觉控制的发展现状与趋势293.3.1 摄像机标定的发展现状293.3.2 结构光参数的标定进展303.3.3 机器人的视觉测量研究进展313.4 机器人视觉控制的应用现状323.5 本文摄像机模型与视觉系统的标定343.5.1 单目
3、摄像机模型小孔成像模型343.5.2 摄像机内参数模型标定363.5.3 摄像机外参数模型标定383.5.4 单目二维视觉测量的摄像机标定393.6 本章小结40第四章 激光测距在机器人中的研究424.1 引言424.2 国内外研究现状434.3 激光测距仪的分类444.4 激光传感器工作原理与性能参数444.4.1 激光测距原理444.4.2 激光测距优点464.4.3 激光传感器的性能分析464.5 本章小结47第五章 基于视觉模型与激光测距的机器人力控制仿真分析475.1引言475.2 视觉模型的仿真分析485.3 仿真结果485.4 激光测距的仿真分析495.5 激光仿真结果495.6
4、 基于视觉与激光测距下的力控制515.7 本章小结52第六章 结论与展望536.1 结论536.2 展望54致谢55参考文献56附录A57附录B72摘要信息融合技术是研究如何有效地综合利用多传感器信息，克服信息的不完备性和不确定性，更加准确、全面地认识和描述被测对象，从而做出正确的判断和决策，近年来己成为研究的热点。本文是在传统的力控制基础上，应用视觉模型与激光测距进一步对机器人的力控制进行研究。经过视觉与激光测距所得到的所研究物体的轮廓与未变形前的轮廓进行比较从而得到误差，可以得到机械手应该施加力的大小，达到控制机械手的目的。应用两种以上的传感器进行信息融合可以提高控制精度。用M语言对视觉模
5、型与激光测距进行编程，在MATLAB里进行仿真，通过改变摄像机的内部参数以及外部参数，可以得到不同情况下的模拟结果，进而检验力控制结果。本文的目标物体是一个椭圆，经过两种传感器的在MATLAB中模拟仿真后，得到的基本上与未变形前的形状相近，通过比较得到误差，从而得到控制机械手转动力矩。在进行编程时，视觉模型分为三个坐标系进行研究，分别是世界坐标系，摄像机坐标系以及图像坐标系。视觉模型的原理也是在这三个坐标系间进行图像转换的，最终呈现的是图像坐标，对与激光测距，利用相位式激光测距仪，适用测量精度较高的场合，编程时主要解决的是相位延迟的测量问题并且在模拟仿真的时候进行了一定的理想化。多传感器信息融
6、合技术是一门新兴的实践应用技术，具有广泛的应用领域。它为各领域的信息处理以及决策支持提供了可靠的手段，具有很高的研究价值以及应用潜力。本文介绍了信息融合技术的理论基础、研究现状以及发展方向，讨论了视觉模型与激光测距计算在信息融合中的应用问题以及相关算法。文中主要论述了多传感器信息融合的视觉模型与激光测距方法以及MATLAB中视觉与激光测距的训练算法，并对其在机器人领域的应用进行了介绍。视觉模型与激光测距在经历了几十年的曲折发展后，在信息科学领域等许多应用方面己显示出了巨大潜力和广阔的应用前景。利用多传感器信息融合技术中的视觉方法将视觉与超声波传感器的信息进行融合，并在MATLAB软件平台上通过
7、仿真验证了融合算法的可行性和有效性。仿真结果表明此方法可以实现移动机器人在障碍物环境下的智能导航。关键词：多传感器信息融合；力控制；机器人；视觉模型；激光测距；AbstractInformation Fusion technology is used for how to utilize multisensor Information to overcome the inaccuracy while thoroughly describing concerned for correct judgmentsIt has become a hot research in recent yearsM
8、ultisensor information fusion is a developing practical technology around the world with a wide range of application areasIt provides a reliable means in the areas of information processing and decision support and has a very high research value as well as application potentialThis article is on the
9、 basis of the traditional power control，The application of visual models and laser range finder further force control of robot research. A vision and laser ranging outline of the research object and the outline of undeformed before to get the error,You can get the robot should exert the size of the
10、force，to control the robots purpose. Two or more sensor information fusion can improve the control accuracy. Be programmed with M language of visual models and laser range finder, Simulating in MATLAB.By changing the cameras internal parameters and external parameters, You can get the simulation res
11、ults under different circumstances and then test the power of control results. The target object is an ellipse, After two sensor simulation in MATLAB, Get basically the similar shape of the undeformed ago. By comparing the error, thus be controlled robot torque. During programming, The visual model
12、is divided into three coordinate systems research, are the world coordinate system, the camera coordinate system and image coordinate system. The principle of the visual model is between these three coordinate systems, image conversion.The final rendered is image coordinates. For laser ranging, Use
13、of phase-shift laser range finder, Applicable to measuring the high accuracy of the occasion.The main solution to the programming phase delay measurement and a certain degree of idealization when in the simulation.The theoretical foundation，current research situation and developingdirection of the i
14、nformation fusion are introduced in this paperAt the same time，the application problem and relevant algorithm in information fusion of Visual model and Laser Ranging are discussedThe Visual model and Laser Ranging methods of information fusion are discussed，and its train algorithm in MATLAB，and its
15、application to the robot is introduced in the paperVisual model and laser ranging have been developed for several ten years and shown enormous potential and application in many fields such as information technologyThen fuses the information of vision and ultrasonic sensor with the method of Neural Network，and verifies that the above mentioned method is really feasible and efficient the MATLAB software platformThe result realizes the robot intelligent navigation through the technology of multisensors informati
