[發明專利]一種基于實時性分析的視覺智能機器人控制系統

有效

• 申請號: 202010140434.7
• 申請日: 2020-03-03
• 公開（公告）號: CN111352390B
• 公開（公告）日: 2020-12-08
• 發明（設計）人: 張慶豐;占德勝;孫曉丹;馬丹琨;潘小波
• 申請（專利權）人: 馬鞍山職業技術學院
• 主分類號: G05B19/408
• 分類號: G05B19/408
• 代理公司: 合肥正則元起專利代理事務所(普通合伙) 34160
• 代理人: 楊潤

本發明公開了一種基于實時性分析的視覺智能機器人控制系統，包括光感采集模塊、數據采集模塊、信息收集模塊、控制器、信號分析模塊、反饋執行模塊、數據庫和數據互聯模塊；本發明是將視覺機器人的外部干擾因素與內部干擾因素相結合，經公式化分析、比對式賦值和權重化處理，得到與實時性相關聯的干擾信號及其各項干擾因數，以及將視覺機器人的外部干擾因素與內部運行因素相結合，經差異式標定、雙重核驗化公式分析與比對處理，得到與魯棒性相關聯的核驗信號，并通過信號比較、信號調取和信號執行，做出相應的合理調節操作，同時還將發送預警文本至相關人員處，進而依據內、外綜合疊進的方式，來一同提高視覺機器人的實時性與魯棒性。

技術領域

本發明涉及視覺機器人分析控制技術領域，具體為一種基于實時性分析的視覺智能機器人控制系統。

背景技術

視覺智能機器人應用于自動化倉庫、建筑、采礦等行業的自動搬運，是機器人視覺和機器人控制的有機結合體，是一個非線性、強耦合的復雜系統，其研究涉及計算機視覺處理、圖像處理、機器人運動學與動力學、控制理論和實時計算等眾多的研究領域。

現有的外文文獻Kragic D,Christensen H I.Cue Integration for VisualServoing[J].IEEE Trans on Robotics and Automation,2001,17(1):18-271，針對視覺智能機器人系統要求快速準確的特點，設計了基于TMS320C6201的機器人視覺圖像處理系統，并分析了基于圖像雅可比矩陣的視覺智能機器人方法的基本原理；

現有的外文文獻David Navarro-Alarcon,Yun-Hui Liu,José GuadalupeRomero,Peng Li:Model-Free Visually Servoed Deformation Control of ElasticObjects by Robot Manipulators[J].IEEE Transactions on Robotics,2014,29(6):1457-1468，所采用方法的基本思想是將攝像機模型與機器人動力學開環系統聯合建立模型，通過適當的數學變化將其化為線性時變系統，然后在此基礎上利用李雅普諾夫函數的模型預測控制方法設計魯棒最優控制；

根據上述分析可知，國內外專門針對系統實時性開展的研究不多，通常是在研究控制系統時兼顧考慮實時性，常見視覺智能機器人因實時性不好而不能正常工作，且國內外對視覺智能機器人的魯棒性已開展了一些研究，但是考慮的機器人應用環境還比較簡單，不能適應多變和復雜的應用環境；

綜上所述，雖然目前在國內外，特別是國外針對視覺智能系統的實時性和魯棒性做了一些研究工作，但涉及其關鍵技術仍存在一些問題，系統的實時性在應用中始終沒能得到很好的解決，因實時性不好而失敗的例子比較多；而魯棒性不好的視覺智能系統生命力不強，尤其不能適應一些多變的外界環境和復雜環境；

為了解決上述缺陷，現提供一種技術方案。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于實時性分析的視覺智能機器人控制系統，本發明是將視覺機器人的外部干擾因素與內部干擾因素相結合，經公式化分析、比對式賦值和權重化處理，得到與實時性相關聯的干擾信號及其各項干擾因數，以及將視覺機器人的外部干擾因素與內部運行因素相結合，經差異式標定、雙重核驗化公式分析與比對處理，得到與魯棒性相關聯的核驗信號，并通過信號比較、信號調取和信號執行，做出相應的合理調節操作，同時還將發送預警文本至相關人員處，進而依據內、外綜合疊進的方式，來一同提高視覺機器人的實時性與魯棒性，使其能夠適應復雜多變的環境，達到智能化的效果。

本發明的目的可以通過以下技術方案實現：

一種基于實時性分析的視覺智能機器人控制系統，包括光感采集模塊、數據采集模塊、信息收集模塊、控制器、信號分析模塊、反饋執行模塊、數據庫和數據互聯模塊；