精密定位平臺向大行程、高精度、多自由度的快速發(fā)展,給當前的運動檢測手段與控制技術帶來了極大的挑戰(zhàn)。由于具有非接觸、高柔性、可視化等特點,以計算機視覺為基礎的視覺技術具有解決上述問題的潛力。然而視覺技術中固有的缺點如計算量大、易受環(huán)境干擾等使其在精密定位領域應用中受限。本學位論文以平面多自由度并聯定位平臺為對象,應用機器視覺等技術,研究高性能（高精度、高帶寬、高柔性）多自由度運動測量方法及視覺伺服理論。本文的主要研究內容如下:（1）針對具有不同尺度工作空間的平面多自由度精密定位平臺分別設計了對應的視覺測量系統(tǒng)。針對微視覺測量系統(tǒng)視場和景深小等原因所導致的標定困難問題,提出一種基于直線元素的自動化標定方法。首先,對所搭建微視覺系統(tǒng)的非線性成像模型進行了介紹;然后,對所提基于直線元素的標定方法所涉及的主要原理和步驟進行了推導;最后,采用包含不同類型直線元素的標定板對所搭建的微視覺測量系統(tǒng)進行了標定實驗研究。實驗結果表明所提標定方法可以標定出微視覺測量系統(tǒng)的完整幾何模型參數并有效提高微視覺測量系統(tǒng)的測量精度。（2）針對大行程宏動精密定位平臺的位姿測量,提出了基于幾何特征的退化透射N點投影法（D... 

【文章來源】：華南理工大學廣東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數】：144 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 國內外研究現狀
        1.2.1 宏/微精密定位平臺
        1.2.2 精密定位中的常用測量方法
        1.2.3 視覺運動測量與伺服控制
    1.3 有待研究和解決的問題
    1.4 論文研究內容及結構
第二章 單目視覺測量系統(tǒng)的設計與標定
    2.1 引言
    2.2 面向宏/微精密定位平臺的視覺測量系統(tǒng)設計
    2.3 微視覺測量系統(tǒng)非線性成像模型的標定
        2.3.1 非線性成像模型
        2.3.2 基于直線元素的自動化標定方法
    2.4 微視覺測量系統(tǒng)的標定實驗研究
        2.4.1 實驗系統(tǒng)
        2.4.2 基于相交直線對的全參數模型標定
        2.4.3 基于平行直線對的退化模型標定
    2.5 本章小結
第三章 宏動精密定位平臺位姿追蹤的退化透視N點投影法
    3.1 引言
    3.2 平面三自由度運動追蹤的退化透視N點投影法
        3.2.1 單目運動測量系統(tǒng)幾何模型
        3.2.2 退化透視N點投影追蹤法
        3.2.3 在線追蹤算法
    3.3 退化透視N點投影法誤差分析
        3.3.1 畸變誤差補償
        3.3.2 平行度誤差
        3.3.3 誤差靈敏度分析
    3.4 實驗研究
        3.4.1 仿真實驗
        3.4.2 在線實驗
    3.5 本章小結
第四章 微動精密定位平臺位姿追蹤的優(yōu)化模板匹配法
    4.1 引言
    4.2 優(yōu)化模板匹配追蹤法
        4.2.1 優(yōu)化目標函數
        4.2.2 優(yōu)化算法
        4.2.3 算法性能提升策略
    4.3 平面二自由度微運動追蹤實驗研究
        4.3.1 追蹤算法
        4.3.2 數值仿真
        4.3.3 實驗系統(tǒng)與實驗方案
    4.4 平面三自由度微運動追蹤實驗研究
        4.4.1 追蹤算法
        4.4.2 數值仿真
        4.4.3 實驗系統(tǒng)與實驗方案
    4.5 本章小結
第五章 微動精密定位平臺的視覺伺服定位
    5.1 引言
    5.2 基于模板追蹤的視覺伺服控制
    5.3 視覺伺服精密定位實驗研究
        5.3.1 視覺伺服精密定位系統(tǒng)
        5.3.2 視覺伺服控制器設計
        5.3.3 仿真實驗與分析
        5.3.4 在線實驗與分析
    5.4 本章小結
結論與展望
參考文獻
攻讀博士學位期間取得的研究成果
致謝
附件


【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
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[2]柔順鉸鏈的拓撲優(yōu)化理論與方法研究[D]. 劉敏.華南理工大學 2017
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[5]面向精密定位的平面電容式多自由度位移測量傳感器關鍵技術研究[D]. 余建平.浙江大學 2013
[6]平面并聯機器人設計、分析與控制[D]. 高名旺.華南理工大學 2012
[7]宏觀尺度的納米級定位控制技術研究[D]. 鐘俊.中國科學技術大學 2011
[8]宏/微兩級驅動的大行程高精度二維定位平臺基礎技術研究[D]. 李欣欣.浙江大學 2008
[9]超精密氣浮定位平臺動力學特性優(yōu)化研究[D]. 李志鑫.華中科技大學 2008
[10]超精密氣浮定位工作臺的動力學研究[D]. 何學明.華中科技大學 2007



本文編號：3053745