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《基于軌跡優(yōu)化和運(yùn)動學(xué)補(bǔ)償?shù)娘w行操作臂視覺抓取》由會員上傳分享，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。
1、碩士學(xué)位論文基于軌跡優(yōu)化和運(yùn)動學(xué)補(bǔ)償?shù)娘w行操作臂視覺抓取VISUALGRASPINGFORAERIALMANIPULATORBASEDONTRAJECTORYOPTIMIZATIONANDKINEMATICCOMPENSATION方林旭哈爾濱工業(yè)大學(xué)2018年1月國內(nèi)圖書分類號：TP242學(xué)校代碼：10213國際圖書分類號：621密級：公開工學(xué)碩士學(xué)位論文基于軌跡優(yōu)化和運(yùn)動學(xué)補(bǔ)償?shù)娘w行操作臂視覺抓取碩士研究生：方林旭導(dǎo)師：陳浩耀副教授申請學(xué)位：工程碩士學(xué)科：控制工程所在單位：深圳研究生院答辯日期：2017年12月授予學(xué)
2、位單位：哈爾濱工業(yè)大學(xué)ClassifiedIndex:TP242U.D.C:621AdissertationsubmittedinpartialfulfillmentoftherequirementsfortheprofessionaldegreeofMasterofEngineeringVISUALGRASPINGFORAERIALMANIPULATORBASEDONTRAJECTORYOPTIMIZATIONANDKINEMATICCOMPENSATIONCandidate：FangLinxuSupervisor：
3、Assoc.Prof.ChenHaoyaoAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：ControlEngineeringAffiliation：ShenzhenGraduateSchoolDateofDefence：December,2017Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文摘要隨著空中機(jī)器人技術(shù)的快速發(fā)展和成熟，無人機(jī)在越來越多的領(lǐng)域得到了成
4、功的應(yīng)用。如今，無人機(jī)在航拍等基于觀測層面的運(yùn)用已經(jīng)十分成熟，但在其他領(lǐng)域的應(yīng)用還存在諸多挑戰(zhàn)。基于現(xiàn)有成熟的算法和擴(kuò)展技術(shù)，越來越多的科研人員在無人機(jī)更進(jìn)一步的應(yīng)用領(lǐng)域做出了嘗試和探索，包括最具有代表性的空中物流運(yùn)輸、空中操作和交互等等。對于飛行操作臂系統(tǒng)，作為無人機(jī)應(yīng)用的新研究熱點，從適應(yīng)飛行系統(tǒng)的機(jī)械臂設(shè)計，到復(fù)雜系統(tǒng)的建模和控制器設(shè)計，再到自主感知和定位、智能規(guī)劃等相關(guān)擴(kuò)展技術(shù)的結(jié)合應(yīng)用，都需要人們對其進(jìn)行不斷的研究。飛行操作臂系統(tǒng)的相關(guān)研究，通常是以無人機(jī)的抓取操作作為研究切入點。一般來說，對飛行操作臂進(jìn)行精
5、確和高機(jī)動的控制需要精確的動力學(xué)建模，然而，完全精確的動力學(xué)建模是具有挑戰(zhàn)性的，目前大多數(shù)相關(guān)研究都是基于仿真或在簡單的實際環(huán)境（如不考慮避障和碰撞）下的進(jìn)行的，現(xiàn)有的普通視覺伺服方法難以完成稍微復(fù)雜環(huán)境下的無碰撞抓取任務(wù)。為了解決這些問題，本文通過改進(jìn)一種輕型的機(jī)械臂來減少對系統(tǒng)的動力學(xué)干擾，提出了一種基于運(yùn)動學(xué)的視覺抓取方法，該抓取方法能夠不依賴系統(tǒng)的動力學(xué)模型，避免了飛行操作臂系統(tǒng)動力學(xué)參數(shù)獲取困難的問題。針對現(xiàn)有飛行操作臂系統(tǒng)視覺伺服相關(guān)研究存在易丟失跟蹤目標(biāo)以及無法進(jìn)行無碰撞等復(fù)雜環(huán)境約束抓取的缺點，本文研究
6、和設(shè)計一種利用單目視覺相機(jī)實現(xiàn)的能夠?qū)崟r跟蹤目標(biāo)并獲取目標(biāo)位姿的視覺系統(tǒng)，同時通過將軌跡規(guī)劃問題轉(zhuǎn)換為具有多個目標(biāo)和約束的優(yōu)化問題，采用基于NSGA-II的多目標(biāo)優(yōu)化算實現(xiàn)軌跡優(yōu)化的求解。相比于現(xiàn)有研究的另一個創(chuàng)新點是，本文考慮了基于運(yùn)動學(xué)控制的機(jī)械臂在運(yùn)動時由動力學(xué)因素和外界因素產(chǎn)生的位姿變化問題，提出一種軌跡修正的方案，并設(shè)計了一種基于濾波和時間分割插補(bǔ)控制的軌跡跟蹤器來保證飛行抓取任務(wù)能夠順利地完成，本文中所提出的飛行機(jī)械臂視覺抓取方法最終通過真實實驗進(jìn)行驗證。通過運(yùn)用本文提出的相關(guān)抓取方法，能夠?qū)崿F(xiàn)飛行操作臂系
7、統(tǒng)在較復(fù)雜約束下的自主視覺抓取操作，且不依賴于的完整的動力學(xué)模型，在一定干擾下依然能夠保證平穩(wěn)的抓取，具有較高的成功率和普適性。簡而言之，本文所研究的方法，推進(jìn)了無人機(jī)的進(jìn)一步應(yīng)用，具有較高的意義。關(guān)鍵詞:飛行機(jī)械臂；運(yùn)動學(xué)；視覺抓??；軌跡規(guī)劃；軌跡跟蹤-I-哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文AbstractWiththerapiddevelopmentofaerialrobotics,unmannedaerialvehicle(UAV)hasbeensuccessfullyappliedinmoreandmorefiel
8、ds.Nowadays,UAVsarealreadyverymatureinobservation-basedapplicationssuchasaerialphotography.However,therearestillmanychallengesinotherfields.Basedontheexistingmatureal
