本文要解决的几个问题论文结构第二章阻抗力控制的研究引言阻抗控制的特点阻抗控制的实现方法阻抗控制方法原理机器人的动力学方程推导雅克比矩阵的推导阻抗控制中传统的参考轨迹算法机器人运动学分析机器人动力学分析本章小结第三章视觉模型在机器人中的研究引言机器人视觉的基本概念机器人视觉控制的作用机器人视觉控制的研究内容摄像机标定视觉测量视觉控制的结构与算法视觉控制的发展现状与趋势摄像机标定的发展现状结构光参数的标定进展机器人的视觉测量研究进展机器人视觉控制的应用现状本文摄像机模型与视觉系统的标定沈阳理工大学学士学位论文单目摄像机模型小孔成像模型摄像机内参数模型标定摄像机外参数模型标定单目二维视觉测量的摄像机标定本章小结第四章激光测距在机器人中的研究引言国内外研究现状激光测距仪的分类激光传感器工作原理与性能参数激光测距原理激光测距优点激光传感器的性能分析本章小结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引言视觉模型的仿真分析仿真结果激光测距的仿真分析激光仿真结果基于视觉与激光测距下的力控制本章小结第六章结论与展望结论展望致谢参考文献附录附录沈阳理工大学学士学位论文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。用语言对视觉模型与激光测距进行编程，在里进行仿真，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。本文的目标物体是个椭圆，经过两种传感器的在中模拟仿真后，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定的理想化。多传感器信息融合技术是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，并在软件平台上通过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沈阳理工大学学士学位论文，沈阳理工大学学士学位论文第章绪论引言机器人在定程度上可以代替人的劳动。环境感知是机器人进行决策规划的基础。环境感知能力的强弱直接影响机器人的控制决策能力。如何提高机器人对外界环境的感知力是非常重要的研究课题。随着知识经济时代的到来，高新技术已成为世界各国争夺的焦点，机器人技术作为高新技术的重要分支受到了各国的重视。机器人集中了机械工程电子技术计算机技术自动控制理论以及人工智能等多学科的最新研究成果，代表了机电体化的最高成就，是当代科学技术发展最活跃的领域之。机器人按照其用途可分为工业机器人，服务机器人，水下机器人，空间机器人等。工业机器人是机器人家族中的重要员，也是目前在技术上发展最成熟应用最多的类机器人。工业机器人作为机器人的个重要分支，是近年来在自动操作机基础上发展起来的种能模仿人的些动作和控制功能，并按照可变的预定程序轨迹和其它要求，操纵工具实现多种操作的自动化机械系统。它综合了精密机械控制传感和自动按制技术等领域的最新成果。典型的工业机器人分为弧焊机器人点焊机器人装配机器人喷涂机器人四类。从终端操作器的运动特性来看，可分为，点对点控制，机器人运动为空间点到点间的直线运动，不涉及两点间的移动路径，只在目标点处控制机器人末端执行器的位置和姿态。这种控制方式简单，适用于上下料点焊卸运等作业。连续路径控制，这种控制方式不仅要求机器人以定精度达到目标点，而且对运动的轨迹也有定的精度要求。运动轨迹是空间的连续曲线，机器人在空间的整个运动过程都要控制。这种控制方式较复杂，常用于弧焊喷漆和检测等。另方面，从技术进步的角度，机器人可分为不同的类型。到目前为止，机器人可分为三代第代机器人是示教再现型，目前在工业现场应用的机器人还大多属于这代。第二代机器人带有定的能对环境感知的装置，通过反馈控制，使机器人能在定程度上适应变化的环境，比如采用焊缝跟踪技术的焊接机器人。第，二代机器人中具有代表性的有年美国生产和销售了第台工业机器人机器人图年美国的公司推出的机器人年公沈阳理工大学学士学位论文司推出了系列工业机器人图日本山梨大学的牧野洋研制成具有平面关节的型机器人图。第三代机器人具有发现问题，并且自主地解决问题的能力，也就是说具有定的智能。这类机器人也被称为自治机器人或智能机器人。这类机器人带有多种传感器，能够进行逻辑推理，判断决策，在变化的内部状态与变化的外部环境中自主决定自身的行为，具有高度的适应性和自治能力，这类机器人正是当前研究的热点，有较大的理论意义实际研究价值和广阔的应用前景。图为日本本田公司研制的服务型智能机器人。自第台机器人问世以来，研制出刚柔相济，灵活自如的机器人，直是历代机器人专家努力的目标，而具备力控制能力是实现这目标的重要环节。同时，随着机器人在各个领域应用的日益广泛，许多场合要求机器人具有对接触力的感知和控制能力，不仅要求端部执行器与环境接触，还要控制其接触力的大小。这类操作仅靠位置控制是无法完成的，如果机器人在位置控制方式下从事这类工作时，微小的位置误差可能引起很大的接触力，这种接触力可能损坏机器人或接触的环境，而制造更为精密的机器人去避免这种现象的发生，又极其困难且代价昂贵。所以机器人完成这些作业任务，必须具备柔顺控制的能力，即机器人力控制的能力。这是机器人研究的个热点和难点问题。款名为阿西莫的智能机器人沈阳理工大学学士学位论文通用汽车公司应用的机器人配备激光二极管和视觉特征的工业机器人沈阳理工大学学士学位论文机器人机器人力控制研究现状经典的力控制方法机器人研究中，核心矛盾之为机器人在与特定接触环境操作时，对可以产生任意作用力顺应性的高要求和机器人在自由空间操作时对位置伺服刚度及机械结构刚度的高要求之间的矛盾，。在机器人接触操作中引入顺应概念来表示为克服机器人与环境之间相互接触所产生的巨大的接触力，通过控制机器人所操作的工件和环境之间的接触力来调整或修正它们之间的相对位置或运动等情形。机器人能够对接触环境顺从的这种能力被称之为顺应性，国内外机器人专家进行了大量的研究，称之为顺应控制研究。顺应性被分为主动顺应性和被动顺应性两类。般把采用力信息反馈的顺应称为主动顺应将机械结构或装置在外力作用下的顺应变形称为被动顺应。被动顺应可以通过安装于机器人末端的机械顺应装置获得，实验室在对插轴入孔装配过程运动规划以及阻塞和卡死分析的基础上，获得了装配过程所需的顺应性质，并在此基础上设计成功了获得广泛研究和应用的机构。实际上是个装在机械臂末端和末端执行器之间的具有多个自由度的弹性灵巧装置，它仅限于特定任务如带导角的插轴入孔沈阳理工大学学士学位论文等和结构化环境。机构存在个顺应中心点若在此点处作用横向力，只产生相应的横向位移，而不产生转动若绕此点处作用扭矩，只产生相应的转动而不会伴随有移动。在装配任务中，当受到由装配接触而产生的力或力矩作用时，机构发生偏移变形或旋转变形来吸收装配中的不确定性误差主要是线性误差和角度误差，从而顺利完成装配任务。选择弹性体的刚度矩阵可以得到不同的顺应特性。围绕机构顺应，目前的研究集中在被动顺应的改进上，主要的方法有通过在中采用种具有可调刚度的球形弹簧，使得的顺应中心可以在定范围内变化，从而扩大了的应用范围。它由和位姿检测装置结合形成，具有主动传感器和被动调节的优点，使具有更大的应用范围。机器人采用被动顺应装置进行作业，显然存在定的问题无法根除机器人高刚度与高顺应性之间的矛盾。被动顺应装置的专用性强，适应能力差，使用范围受到限制。机器人加上被动顺应装置，其本身并不具备控制能力，给机器