在衛(wèi)星的裝配過程中,傳統(tǒng)的安裝手段已經(jīng)不能滿足工作效率以及安裝精度的要求。機械臂定位精準、工作快捷,是衛(wèi)星等航天器材裝配的必然選擇。機械臂末端的定位是其應(yīng)用的關(guān)鍵,也是近年來研究的重點。定位過程涉及傳感器、計算機、信號處理等多個領(lǐng)域。本文以機械臂末端定位過程中的噪聲為研究重點,從非線性濾波算法和移動機械臂末端的運動模型進行了研究。主要研究內(nèi)容如下:首先,對機械臂的發(fā)展及應(yīng)用進行了簡單總結(jié),針對機械臂末端定位的影響因素進行了詳細分析,重點研究了噪聲對定位精度的影響。根據(jù)UR3機械臂的參數(shù),利用D-H法則建立機械臂模型,并對機械臂的正、逆運動學(xué)進行了分析。對視覺觀測系統(tǒng)、坐標系的轉(zhuǎn)換以及圖像的處理、攝像機的標定過程進行了分析,并通過初步實驗對攝像機參數(shù)進行了標定,通過仿真實驗驗證了視覺定位的精度。其次,針對機械臂末端非線性程度較高的問題,對蒙特卡洛方法進行了研究。在對比分析了粒子濾波和卡爾曼濾波的基礎(chǔ)上,利用粒子群算法對粒子濾波進行改進,改善了粒子先驗分布與似然函數(shù)的重合度較低的問題。仿真結(jié)果表明改進后算法較原算法有更好的定位精度。然后,針對不同運動模型的應(yīng)用場合,分析了上述兩種濾波器下交... 

【文章來源】： 董鵬 河北工業(yè)大學(xué)

【文章頁數(shù)】：77 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 課題研究背景
    1.2 機械臂及其定位方法的發(fā)展概況
        1.2.1 機械臂的發(fā)展概況
        1.2.2 定位方法研究現(xiàn)狀
        1.2.3 機械臂的定位方式以及研究現(xiàn)狀
    1.3 定位過程中的噪聲分析
        1.3.1 噪聲的來源
        1.3.2 噪聲的處理
    1.4 本文主要研究內(nèi)容
第二章 機械臂末端定位基礎(chǔ)
    2.1 機械臂運動模型
        2.1.1 運動模型分析
        2.1.2 D-H模型的建立
        2.1.3 機器人的正運動學(xué)
        2.1.4 機器人的逆運動學(xué)
    2.2 視覺觀測系統(tǒng)的搭建
        2.2.1 視覺系統(tǒng)的選擇
        2.2.2 視覺伺服系統(tǒng)
    2.3 攝像機標定
        2.3.1 坐標系定義
        2.3.2 線性模型
        2.3.3 非線性標定
        2.3.4 外部參數(shù)標定
        2.3.5 實驗分析
    2.4 目標的圖像處理與定位
        2.4.1 圖像處理
        2.4.2 特征提取
        2.4.3 實驗對比
    2.5 本章小結(jié)
第三章 濾波算法研究
    3.1 貝葉斯估計理論
    3.2 Kalman濾波
        3.2.1 Kalman濾波
        3.2.2 擴展Kalman濾波
    3.3 粒子濾波
        3.3.1 蒙特卡洛方法
        3.3.2 粒子濾波
        3.3.3 仿真分析與比較
    3.4 改進的粒子濾波算法
        3.4.1 粒子濾波的缺陷
        3.4.2 基于粒子群算法的粒子濾波
    3.5 本章小結(jié)
第四章 基于交互多模型的機械臂末端定位方法
    4.1 機械臂末端定位模型建立
    4.2 機械臂末端的運動模型分析
        4.2.1 CV/CA模型
        4.2.2 交互多模型算法
    4.3 濾波器的選用對交互多模型算法的影響分析
    4.4 改進的交互多模型算法
        4.4.1 改進的交互多模型算法原理
        4.4.2 仿真分析
    4.5 本章小結(jié)
第五章 實驗與分析
    5.1 機器人系統(tǒng)介紹
        5.1.1 機械臂的詳細參數(shù)
        5.1.2 機械臂的控制方式
    5.2 實驗平臺的通信
    5.3 實驗平臺的搭建
        5.3.1 系統(tǒng)總體介紹
        5.3.2 系統(tǒng)各部分功能介紹
    5.4 實驗流程與結(jié)果分析
    5.5 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論
    6.1 課題總結(jié)
    6.2 課題展望
參考文獻
攻讀碩士學(xué)位期間所取得的相關(guān)科研成果
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號：2938289