[发明专利]基于位姿误差的视觉伺服机器人的循迹控制方法及装置

权利要求书

1.基于位姿误差的视觉伺服机器人的循迹控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤S1，通过预先标定拍摄的标本图像特征量及标本图像对应的实际物理空间转换得到的理想物理空间中的特征量，获取理想物理空间下机器人的近轨迹点位置误差量与朝向误差量之间的误差偏移量，并获取理想物理空间下机器人朝向与轨迹所成角的正切值及标本图像中的近轨迹点成像位置误差量；

步骤S2，以理想物理空间下机器人的近轨迹点位置误差量与朝向误差量之间的偏移量误差偏移量作为控制参考量，判断机器人当前的运动区域，根据运动区域不同，选择以理想物理空间下机器人朝向与轨迹所成角的正切值作为反馈控制信号所设计的循迹控制器或以标本图像中的近轨迹点成像位置误差量作为反馈控制信号所设计的循迹控制器，控制机器人循迹。

2.根据权利要求1所述的基于位姿误差的视觉伺服机器人的循迹控制方法，其特征在于，包括，

当机器人位于适中误差区域或较小误差区域，以理想物理空间下机器人朝向与轨迹所成角的正切值作为反馈控制信号所设计的循迹控制器，控制机器人循迹；

当机器人位于较大误差区域，将反馈控制信号切换为以标本图像中的近轨迹点成像位置误差量所设计的循迹控制器，控制机器人向轨迹靠近，当进入适中误差区域后，再将反馈控制信号切换为理想物理空间下机器人朝向与轨迹所成角的正切值。

3.根据权利要求1所述的基于位姿误差的视觉伺服机器人的循迹控制方法，包括将实际物理空间近似为理想物理空间。

4.根据权利要求1和2所述的基于位姿误差的视觉伺服机器人的循迹控制方法，设计以标本图像中的近轨迹点成像位置误差量作为反馈控制信号所设计的循迹控制器的方法，包括，

以一恒定常数设置机器人前向参考速度值，保持向前参考速度矢量方向；

以机器人摄像机所成图像为标本，以近轨迹点成像在标本图像中的实际位置与理想位置的差与预先设定比例系数的乘积设置机器人转向速度值，保持转向速度矢量方向；

以机器人向前参考速度和机器人线速度的矢量差设置左轮电机线速度矢量；

以机器人向前参考速度和机器人线速度的矢量和设置右轮电机线速度矢量。

5.根据权利要求1所述的基于位姿误差的视觉伺服机器人的循迹控制方法，所述标定拍摄的标本图像特征量，包括，

步骤Z11，标定远轨迹点成像在标本图像中的实际位置和在标本图像中的理想位置；

步骤Z12，标定近轨迹点成像在标本图像中的实际位置和在标本图像中的理想位置。

6.根据权利要求1所述的基于位姿误差的视觉伺服机器人的循迹控制方法，所述标定标本图像对应的实际物理空间转换得到的理想物理空间中的特征量，包括，

步骤Z21，测量标本图像对应的理想物理空间区域内机器人旋转中心到近端线的距离；

步骤Z22，测量标本图像对应的理想物理空间区域内的近端线与远端线之间的距离；

步骤Z23，取实际轨迹与近端线的交点为近轨迹点，测量近端线的左端点与近轨迹点之间的距离，测量近端线的右端点与近轨迹点之间的距离；

步骤Z24，计算所测量的近端线的左端点与近轨迹点之间的距离与所测量的近端线的右端点与近轨迹点之间的距离之和为近端线长度；

步骤Z25，取实际轨迹与远端线的交点为远轨迹点，测量远端线的左端点与远轨迹点之间的距离，测量远端线的右端点与远轨迹点之间的距离；

步骤Z26，计算所测量的远端线的左端点与远轨迹点之间的距离与所测量的远端线的右端点与远轨迹点之间的距离之和为远端线长度。