视觉在机器人领域的应用

视觉在机器人领域的应用

它们是谁

• 无人飞行器
  

• 利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞行器，或者由车载计算机完全地或间歇地自主地操作。他们一般分为旋翼飞行器，固定尾翼飞行器，同时还有仿生飞行器。

• 与有人驾驶飞机相比，无人机往往更适合那些太“愚钝，肮脏或危险”的任务。无人机按应用领域，可分为军用与民用。军用方面，无人机分为侦察机和靶机。民用方面，无人机+行业应用，是无人机真正的刚需；目前在等等领域的应用 航拍 、 农业 、 植保 、微型 自拍 、 快递 运输、灾难 救援 、 观察 野生动物 、监控 传染病 、 测绘 、 新闻报道 、电力巡检、 救灾 、影视 拍摄 、 制造浪漫 等等 。

• 移动机器人
  

• 移动机器人（Robot）是自动执行工作的机器装置。它既可以接受人类指挥，又可以运行预先编排的程序，也可以根据以人工智能技术制定的原则纲领行动。

• 移动机器人除用于宇宙探测、海洋开发和原子能等领域外，在工厂自动化、建筑、采矿、排险、军事、服务、农业等方面也有广泛的应用前景。总共分为4大应用范围、工业机器人、探索机器人、服务机器人、军事机器人

• 类人机器人
  

• 类人机器人是现代的人形机器人，不仅外观像人，有人的模样，还能像人样活动，有的类人机器人，不仅能运动，甚至自己去“想”，会思考，有智慧，属于智能机器人一类。

• 研制出外观和功能与人一样的类人机器人是现代科技发展的结果。全新组装的类人机器人全身布满了感应器，让它可以根据感应到的声音和动作做出适当反应，也让它对于光线和触觉的、反应更加灵敏。

• 机械臂
  

• 机械臂是指高精度，多输入多输出、高度非线性、强耦合的复杂系统。

• 在工业制造、医学治疗、娱乐服务、军事、半导体制造以及太空探索等领域都能见到它的身影。尽管它们的形态各有不同，但它们都有一个共同的特点，就是能够接受指令，精确地定位到三维（或二维）空间上的某一点进行作业。

它们从哪里来

此处应该是机器人发展史，省略一万字......

它们将要到哪里去

• 视觉在轮式移动机器人上的应用

概念： 将移动机器人自动控制技术与计算机视觉算法相结合，形成了移动机器人的视觉控制技术，该技术称为移动机器人的 视觉伺服 。这项技术通过视觉传 感器来感知外界环境，并通过对视觉信号的分析进行自主决策。

视觉伺服方法： 根据误差信号和反馈控制结构的不同，常见的视觉伺服方法可以分为基于位置的视觉伺服策略(Position-based Visual Servoing, PBVS)、基于图像的视觉伺服策略(Image-based Visual Servoing, IBVS)以及混合的视觉伺服控制(Hybrid Visual Servoing)。

移动机器人现阶段有两个主要的任务： 第一个是轨迹跟踪，就是跟踪一个特定的并且实时变化的轨迹；第二个是镇定控制，即将机器人放置到初始位姿，然后利用设计的控制算法将其驱动到指定位姿处，也叫“泊车”或“刹车”。

• 移动机器人视觉伺服研究****难点

• 在视觉伺服系统中，摄像机的成像模型是系统整体模型的重要组成部分，而摄像机的成像模型取决于摄像机的内参数，当摄像机内参数影响到视觉伺服的控制效果。

• 由于移动机器人是一个典型的具有非完整约束的欠驱动系统 ，因此其镇定控制器设计是控制理论界的经典难题之一。

• 单目视觉深度信息未知的情况下， 如何结合非完整约束系统控制方法，嵌入相应的自适应/鲁棒环节，也比较困难