人工智能四川省重点实验室项目申报书黄丹平

人工智能四川省重点实验室项目申报书黄丹平

-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN

人工智能四川省重点实验室

开放基金项目申报书

项目名称：工业检测机器人的运动控制与数据

传输研究

起止时间：2013年10月至2015年10月

承担单位：四川理工学院机械工程学院

项目负责人：黄丹平

联系电话（手

机）：

学科门类：测控技术与仪器

学科情况：校级重点建设学科

填报日期：2013年5月16日

人工智能四川省重点实验室制

填报说明

1、申报书适用于人工智能四川省重点实验室资助自然科学研究项目；

2、封面“项目类别”只能选填一种，在该项目类别前□中画“√”；

3、申报书填写要求用A4纸计算机打印。一式三份统一报送人工智能四川省重点实验室；

4、未尽事宜，可另附材料说明。

一、目的意义和国内外研究现状分析

二、研究方案

标系中坐标为(0u ,0v )，每一个像素在x 轴与Y 轴方向上的物理尺寸为dX 、dY ，则图像中任意一个像素在两个坐标系下的坐标有如下关系:

⎪⎪⎩

⎪⎪⎨⎧+=+=00dY Y dX X v v u u 用齐次坐标与矩阵形式表示为：

⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡⋅⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡1100-dY 0-0

100v u dY v dX u dX Y X b .摄像机坐标系

摄像机成像几何关系如图4所示，其中O 点称为摄像机光心，x 轴和y 轴与图像的X 轴和Y 平行，z 轴为摄像机光轴，它与图像平面垂直。光轴与图像平面的交点，即为图像坐标系的原

图3

点，由O 点与x 、y 、z 轴组成的直角坐标系称为摄像机坐标系。1OO 为摄像机焦距。

c.世界坐标系

世界坐标系(X ， y ，z)是在环境中选取的一个基准坐标系，用来描述摄像机的位置，可以根据描述和计算的方便等原则来自由选取，有时选取适当的世界坐标系

本课题以工业机器人为研究对象，研究相关工业机器人的动力学参数辨识、建模分析及模糊控制等问题。结合工业机器人工作过程中运动状态下的相关参数动态变化、参数不确定、建模误差、未知干扰扰动影响、控制器的脆弱性和输入时滞问题等实际情况，通过理论推导和实验验证相结合，得出可以解决这些问题的参数辨识和控制方法，为工业机器人的辨识和控制提供了可供借鉴的结论和结果，本课题的主要研究控制工作如下：

1）、对机器人执行机构的控制，机器人的执行机构是一个复杂、非线性、并且对实时性要求很高的控制系统，因为模糊控制有对控制过程不要求有精确的数学模型、强鲁棒性等特点，常被用于机器人执行机构控制，本课题采用自校正模糊控制的方法来提高模糊控制器性能。其控制方案图如图7所示：

图7

由于本课题所研究的工业机器人的结构特点，其建立其精确的控制模型几乎是不可能的，也无法应用基于精确数学模型的各种控制方法。如果在实现稳定抓取过程中，对抓握力只采用常规模糊控制，由于系统受到随机干扰以及模糊控制规则不准确及不完善的影响，其控制效果不太好。为了解决这个问题，本课题将采用对常规模糊控制方案进行了改进，采用自校正模糊控制方法如图3所示，在控制过程中自动地调整、修正和优化模糊控制参数和规则，来获得良好的控制效果。图3中的数据存储单元用于存储评价控制系统性能的各种参数，性能评价环节根据系统提供的信息对控制效果进行评价，其结果送入带有自调整因子的模糊控制器和参数修正环节，分别作为修正控制规则和校正参数的依据。

6、本课题将采用嵌入式控制系统对各种数据进行采集与处理，并用其控制器工业检

测机器人的运动轨迹。该系统将采用Kinetis K60作为主控制器，并将DSP应用到该机器人

三、最终成果形式及成果预期水平

四、成果转化措施及社会、经济效益分析（限应用型项目填写）

五、现有工作基础和条件

六、项目负责人承担的其它研究项目

七、项目研究组成人员的基本情况

八、经费预算

九、单位科研部门审查意见

十、专家推荐意见

十二、人工智能四川省重点实验室审批意见