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《雙目立體視覺(jué)運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的動(dòng)力學(xué)仿真分析》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。
1、雙目立體視覺(jué)運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的動(dòng)力學(xué)仿真分析摘要：本文參考赫爾姆霍茨模型，利用UG設(shè)計(jì)了具有三自由度的雙目立體視覺(jué)運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，并采用ADAMS軟件對(duì)該平臺(tái)進(jìn)行了動(dòng)力學(xué)仿真分析。關(guān)鍵詞：立體視覺(jué)；運(yùn)動(dòng)平臺(tái)；ADAMS一、引言隨著信息、處理、計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，人們對(duì)于機(jī)器能夠僅僅獲取以一些平面的二維視覺(jué)信息越來(lái)越不滿意，人們?cè)O(shè)想借助計(jì)算機(jī)的技術(shù)，能使機(jī)器人真正能“看到”精彩的三維世界。計(jì)算機(jī)技術(shù)、視覺(jué)傳感器技術(shù)、攝像技術(shù)以及立體視覺(jué)理論的發(fā)展，利用視覺(jué)傳感器來(lái)獲取環(huán)境圖像，并用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)視覺(jué)信息的處理，從而
2、形成立體視覺(jué)，逐漸使這一設(shè)想變成現(xiàn)實(shí)［1-4］。本文采用了目前國(guó)內(nèi)外進(jìn)行機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)最常用的虛擬樣機(jī)技術(shù)，基于3D數(shù)字化設(shè)計(jì)平臺(tái)UG，采用赫爾姆霍茨模型作為參考設(shè)計(jì)了一種新型的具有三自由度的雙目立體視覺(jué)運(yùn)動(dòng)平臺(tái)如圖1所示。、運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真驗(yàn)證立體視覺(jué)運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)空間范運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真的目的是為了驗(yàn)證立體視覺(jué)運(yùn)動(dòng)平臺(tái)動(dòng)力模型建模的合理性，檢查運(yùn)動(dòng)自由度范圍是否達(dá)到設(shè)計(jì)指標(biāo)中要求的“眼睛”左右偏航運(yùn)動(dòng)空間范圍（±600）、“頭部”俯仰運(yùn)動(dòng)空間范圍（±45o）。同時(shí)通過(guò)運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真，還可以檢查視覺(jué)運(yùn)動(dòng)平
3、臺(tái)動(dòng)力模型各個(gè)部件的之間有沒(méi)有產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)碰撞干涉。本文采用機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)自動(dòng)分析軟件ADAMS對(duì)運(yùn)動(dòng)平臺(tái)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真分析［5］。經(jīng)過(guò)運(yùn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真，可以得知各個(gè)自由度的運(yùn)動(dòng)空間范圍如下：（一）左偏航極限±60度、右偏航極限±60度、俯仰極限±45度位置，如圖2所示（三）沒(méi)有發(fā)生偏航運(yùn)動(dòng)，仰視極限負(fù)45度位置，如4所示偏航和俯仰運(yùn)動(dòng)各個(gè)自由度運(yùn)動(dòng)范圍曲線圖如圖5，圖6，圖7所示。從上面各個(gè)極限位置、偏航和俯仰運(yùn)動(dòng)各個(gè)自由度運(yùn)動(dòng)空間范圍曲線圖可以觀察到部件之間沒(méi)有產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)碰撞干涉現(xiàn)象，各個(gè)自由度的運(yùn)動(dòng)
4、空間范圍達(dá)到了設(shè)計(jì)的要求，從仿真結(jié)果也可以看出本運(yùn)動(dòng)平臺(tái)運(yùn)動(dòng)空間范廣，驗(yàn)證了本視覺(jué)運(yùn)動(dòng)平臺(tái)達(dá)到了運(yùn)動(dòng)功能的要求，說(shuō)明本立體視覺(jué)運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的機(jī)械系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是合理的，這為一般機(jī)器人立體視覺(jué)運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供實(shí)用的改進(jìn)和參考依據(jù)。三、驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸入扭矩分析要驗(yàn)證選擇的驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸入扭矩是否夠，那么要測(cè)量俯仰電機(jī)和偏航電機(jī)的扭矩。在立體視覺(jué)運(yùn)動(dòng)平臺(tái)中，電機(jī)主要是要克服轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中轉(zhuǎn)動(dòng)頭和攝像機(jī)等運(yùn)動(dòng)部件的負(fù)載轉(zhuǎn)矩。運(yùn)動(dòng)部件的負(fù)載扭矩在ADAMS中通過(guò)測(cè)量扭矩的方式測(cè)量出來(lái)，如下圖8，圖9分別是偏航
5、電機(jī)和俯仰電機(jī)的負(fù)載扭矩。通過(guò)圖8和圖9，可以知道偏航和俯仰電機(jī)的負(fù)載是時(shí)間連續(xù)曲線。當(dāng)偏航或俯仰運(yùn)動(dòng)到極限點(diǎn)時(shí)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)要進(jìn)行變向運(yùn)行，負(fù)載扭矩的方向也發(fā)生變化而出現(xiàn)突變拐點(diǎn)，拐點(diǎn)的值便是負(fù)載扭矩最大值，可以得知選擇的電機(jī)的扭矩是足夠的。仿真結(jié)果對(duì)雙目立體視覺(jué)運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的控制系統(tǒng)的性能定性分析提供了一種評(píng)價(jià)手段。四、結(jié)論仿真的結(jié)果驗(yàn)證了視覺(jué)運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的俯仰和左右偏航自由度的運(yùn)動(dòng)空間范圍符合設(shè)計(jì)要求。根據(jù)仿真結(jié)果可以看出本運(yùn)動(dòng)平臺(tái)運(yùn)動(dòng)空間范圍廣，驗(yàn)證了本視覺(jué)運(yùn)動(dòng)平臺(tái)達(dá)到了運(yùn)動(dòng)功能的要求，說(shuō)明本立體視
6、覺(jué)運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的機(jī)械機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)是合理的，這為一般機(jī)器人立體視覺(jué)運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的機(jī)械系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供實(shí)用的改進(jìn)和參考依據(jù)。并通過(guò)仿真求解出俯仰電機(jī)和左右偏航電機(jī)的負(fù)載扭矩曲線，仿真結(jié)果對(duì)雙目立體視覺(jué)運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的控制系統(tǒng)的性能定性分析提供了一種評(píng)價(jià)手段。參考文獻(xiàn)：[1]唐新星.具有立體視覺(jué)的工程機(jī)器人自主作業(yè)控制技術(shù)研究[J].吉林大學(xué)博士論文，XX，（12）:10-11.[1]賈云得.機(jī)器視覺(jué)[M].北京:科學(xué)出版社，2000,（4）:1-10.[2]朱正德.零部件表面缺陷的機(jī)器視覺(jué)檢測(cè)模[J].MC現(xiàn)代零部件
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