基于并联结构的机器人仿生眼球系统设计
发布时间：2020-12-29 04:24
机器人技术作为高科技的代表,在近些年飞速发展,应用的领域也越发广泛。视觉作为机器人的基础功能之一,其重要性不言而喻。一个性能优越的眼球系统对机器人视觉功能的提升大有助益。本文参考人眼的运动机理,模仿眼外肌牵引眼球的运动方式,研究了一种仿生眼球机构设计方案,并控制它实现人眼的一些运动功能。本文首先结合仿生眼球机构研究现状,根据人眼运动机理,提出了运用3-RPU并联平台作为眼球机构的运动平台,并实现如下功能:（1）控制上平台到达机构可达域内的任意一个位姿;（2）控制上平台按照设定的运动轨迹进行运动;（3）控制上平台实现对非高速移动目标的追踪,在追踪过程中令目标一直处于上平台摄像头图像的中心区域。为实现上述功能,整个仿生眼球系统可分为眼球运动机构、控制系统以及视觉系统三部分。本文对眼球运动机构进行设计并制作了实物平台,即3-RPU并联平台,针对该平台进行了控制算法的研究,在视觉系统部分实现了通过图像对运动机构上平台位姿的解算,以及目标追踪时的目标识别问题。首先研究了眼球运动机构的设计方案并进行机构各部件的选型,以电动推杆作为支链,上下两端分别用转动副和虎克铰与上下平台相连,完成机构实物的搭建...
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
MIT人工智能实验室仿生人眼机构
哈尔滨工业大学工程硕士学位论文新意义。研究现状眼运动的复杂性，对人类眼球运动的研究历时已久，研究者们才开始从控制论的角度研究这个问题运动的过程视为一个控制系统，首先从频域角度分开始被认识到的运动形式有两种，即视点快速切换平滑追踪[5]。Robinson 在 1986 年搭建了一个控制]。之后，Lisberger 在他的基础上对该控制模型进行通过动态神经网络模拟了人眼运动功能[9]。1993神经网络在扫视和平滑追踪的基础上更进一步，成真，并在硬件层面实现了该功能[10]。
图 1-3 牛津大学 Yorikc 双目主动视觉平台，Gomi 和 Kawato 研究了人眼的视动反射，并进行了自适控制器时参考了人眼的神经学实验数据，使系统对非线性。1998 年，Shibata 和 Schaal 从眼球周围的肌肉运动出发控制的视觉跟踪系统[18]，在此之前的视觉跟踪系统都是基hibata 和 Schaal 对他们的系统进行了改进[19]运用神经网络得系统能在强烈非线性下稳定工作，实现前庭动眼反射和，Bernardino 等[20-21]开始了对眼球异向运动的研究。之前主要集中在平滑追踪功能上，Bernardino 等人的视觉跟踪上增加了眼球的异向运动功能，运用图像的深度信息使目心。他们的视觉跟踪机构采用两个摄像头，一个摄像头的个视场窄但分辨率高。Batista 等[21]制作的 MDOF 主动视觉除了眼球运动，还可以模拟头部乃至颈部的运动。业大学的张晓林在对人眼生理结构深入研究的基础上，致
【参考文献】：
期刊论文
[1]3-PSS并联机构动力学分析与仿真[J]. 张虎,郭志飞,徐安林. 机床与液压. 2016(21)
[2]基于Lagrange方法的3-PRS并联机构动力学分析[J]. 赵俊伟,李雪锋,陈国强. 机械设计与研究. 2015(02)
[3]150年机构自由度的通用公式问题[J]. 黄真,刘婧芳,李艳文. 燕山大学学报. 2011(01)
[4]基于模糊PID控制器的控制方法研究[J]. 王述彦,师宇,冯忠绪. 机械科学与技术. 2011(01)
[5]基于参数优化的球面并联机构仿生眼设计[J]. 李超,谢少荣,李恒宇,汪东,罗均. 机器人. 2010(06)
[6]单目仿生眼控制系统[J]. 山峰,谢少荣,郑丽丽,罗均. 制造业自动化. 2010(01)
[7]基于约束螺旋理论的机构自由度分析的普遍方法[J]. 黄真,刘婧芳,曾达幸. 中国科学(E辑:技术科学). 2009(01)
[8]仿生眼的研究现状与发展趋势[J]. 邹海荣,龚振邦,罗均. 机器人. 2005(05)
[9]PID控制的应用与理论依据[J]. 吴宏鑫,沈少萍. 控制工程. 2003(01)
[10]模糊控制研究的现状与新发展[J]. 刘向杰,周孝信,柴天佑. 信息与控制. 1999(04)
博士论文
[1]三自由度并联机构分析与控制策略研究[D]. 代小林.哈尔滨工业大学 2010
[2]仿人眼颈视觉系统的理论与应用研究[D]. 潘锋.浙江大学 2005
本文编号：2945001
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
MIT人工智能实验室仿生人眼机构
哈尔滨工业大学工程硕士学位论文新意义。研究现状眼运动的复杂性，对人类眼球运动的研究历时已久，研究者们才开始从控制论的角度研究这个问题运动的过程视为一个控制系统，首先从频域角度分开始被认识到的运动形式有两种，即视点快速切换平滑追踪[5]。Robinson 在 1986 年搭建了一个控制]。之后，Lisberger 在他的基础上对该控制模型进行通过动态神经网络模拟了人眼运动功能[9]。1993神经网络在扫视和平滑追踪的基础上更进一步，成真，并在硬件层面实现了该功能[10]。
图 1-3 牛津大学 Yorikc 双目主动视觉平台，Gomi 和 Kawato 研究了人眼的视动反射，并进行了自适控制器时参考了人眼的神经学实验数据，使系统对非线性。1998 年，Shibata 和 Schaal 从眼球周围的肌肉运动出发控制的视觉跟踪系统[18]，在此之前的视觉跟踪系统都是基hibata 和 Schaal 对他们的系统进行了改进[19]运用神经网络得系统能在强烈非线性下稳定工作，实现前庭动眼反射和，Bernardino 等[20-21]开始了对眼球异向运动的研究。之前主要集中在平滑追踪功能上，Bernardino 等人的视觉跟踪上增加了眼球的异向运动功能，运用图像的深度信息使目心。他们的视觉跟踪机构采用两个摄像头，一个摄像头的个视场窄但分辨率高。Batista 等[21]制作的 MDOF 主动视觉除了眼球运动，还可以模拟头部乃至颈部的运动。业大学的张晓林在对人眼生理结构深入研究的基础上，致
【参考文献】：
期刊论文
[1]3-PSS并联机构动力学分析与仿真[J]. 张虎,郭志飞,徐安林. 机床与液压. 2016(21)
[2]基于Lagrange方法的3-PRS并联机构动力学分析[J]. 赵俊伟,李雪锋,陈国强. 机械设计与研究. 2015(02)
[3]150年机构自由度的通用公式问题[J]. 黄真,刘婧芳,李艳文. 燕山大学学报. 2011(01)
[4]基于模糊PID控制器的控制方法研究[J]. 王述彦,师宇,冯忠绪. 机械科学与技术. 2011(01)
[5]基于参数优化的球面并联机构仿生眼设计[J]. 李超,谢少荣,李恒宇,汪东,罗均. 机器人. 2010(06)
[6]单目仿生眼控制系统[J]. 山峰,谢少荣,郑丽丽,罗均. 制造业自动化. 2010(01)
[7]基于约束螺旋理论的机构自由度分析的普遍方法[J]. 黄真,刘婧芳,曾达幸. 中国科学(E辑:技术科学). 2009(01)
[8]仿生眼的研究现状与发展趋势[J]. 邹海荣,龚振邦,罗均. 机器人. 2005(05)
[9]PID控制的应用与理论依据[J]. 吴宏鑫,沈少萍. 控制工程. 2003(01)
[10]模糊控制研究的现状与新发展[J]. 刘向杰,周孝信,柴天佑. 信息与控制. 1999(04)
博士论文
[1]三自由度并联机构分析与控制策略研究[D]. 代小林.哈尔滨工业大学 2010
[2]仿人眼颈视觉系统的理论与应用研究[D]. 潘锋.浙江大学 2005
本文编号：2945001
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