[发明专利]双目视觉系统目标跟踪控制方法

摘要

本发明涉及多自由度双目视觉系统的运动学建模及目标跟踪控制方法，针对多自由度双目视觉系统目标跟踪控制任务，提出了一种的基于虚拟移动关节的目标跟踪控制方法。该方法在双目视觉系统的多自由度臂中引入了一个虚拟的移动关节，通过增加1个虚拟移动关节变量d，替换掉双目视觉算法中图像空间的4个参数(u_l,v_l)和(u_r,v_r)，将n自由度双目视觉系统的逆运动学求解转化为n+1自由度机械臂的逆运动学求解，进而利用传统的D‑H法进行逆运动学求解。本发明解决了多自由度双目视觉系统的目标跟踪控制算法问题。本算法具有计算量小，求解简单的优点，成功应用于一个3自由度的双目视觉系统的目标跟踪控制任务。

主权项

1.一种双目视觉系统目标跟踪控制方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、通过正运动学取得目标点在基坐标系中的位置；S2、根据所述目标点在基坐标系中的位置，通过逆运动学取得多自由度机械臂各关节期望位置；S3、根据所述多自由度机械臂各关节期望位置和所述多自由度机械臂当前位置计算出所述多自由度机械臂各关节的控制角度；其中，在求解所述逆运动学中，引入虚拟移动变量d和虚拟坐标系{Cl’}，所述虚拟坐标系从所述基坐标系沿光轴方向移动所述d个单位，使所述虚拟坐标系{Cl’}的原点与目标点重合，通过所述虚拟移动关节变量d和所述虚拟坐标系{Cl’}利用D‑H法计算出多自由度机械臂各关节的期望位置；具体实施过程为：先读取当前时刻t时各关节的θi值，以及左眼相机图像的坐标值(ul,vl)、(ur,vr)，代入所述目标点在基坐标系中的位置的运动学模型：中，求出当前时刻t时的正解(x₀,y₀,z₀)，再代入所述正运动学的正运动学方程：中求出期望位置下的θ_i值，求取出关节控制量Δθ；若此时目标处于运动状态，对在每一个采样周期Δt下重复上述步骤求取出关节控制量Δθ，直至Δθ＝0，即目标物静止时，停止上述步骤。