华南理工大学学报(自然科学版) ›› 2013, Vol. 41 ›› Issue (7): 19-25.doi: 10.3969/j.issn.1000-565X.2013.07.004

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采用 SVR- 雅可比估计器的焊接机器人视觉导引

李鹤喜 石永华 王国荣   

  1. 华南理工大学 机械与汽车工程学院,广东 广州 510640
  • 收稿日期:2012-10-23 修回日期:2013-02-03 出版日期:2013-07-25 发布日期:2013-06-01
  • 通信作者: 李鹤喜(1961-),男,博士,副教授,现就职于五邑大学,主要从事机器视觉、计算机测控研究. E-mail:jmlihexi@163.com
  • 作者简介:李鹤喜(1961-),男,博士,副教授,现就职于五邑大学,主要从事机器视觉、计算机测控研究.
  • 基金资助:

    广东省自然科学基金资助项目(S2012010010265)

Visual Guidance of Welding Robot Using SVR- Jacobian Estimator

Li He- xi Shi Yong- hua Wang Guo- rong   

  1. School of Mechanical and Automotive Engineering,South China University of Technology,Guangzhou 510640,Guangdong,China
  • Received:2012-10-23 Revised:2013-02-03 Online:2013-07-25 Published:2013-06-01
  • Contact: 李鹤喜(1961-),男,博士,副教授,现就职于五邑大学,主要从事机器视觉、计算机测控研究. E-mail:jmlihexi@163.com
  • About author:李鹤喜(1961-),男,博士,副教授,现就职于五邑大学,主要从事机器视觉、计算机测控研究.
  • Supported by:

    广东省自然科学基金资助项目(S2012010010265)

摘要: 为实现基于视觉的6- DOF 机器人智能焊接过程的自动导引,提出了一种无标定视觉伺服控制模型.该模型采用多个支持向量回归( SVR) 机进行图像雅可比矩阵估计,建立了图像特征和机器人关节角的非线性映射关系,能够在无标定条件下进行焊接机器人视觉导引的伺服控制.文中给出了采用高斯核函数的图像雅可比矩阵估算表达式,并在计算机控制下对SVR- 雅可比估计器进行自动训练后,分别对 EIH“手眼”和 ETH“眼看手”两种摄像机配置方式的焊接机器人进行视觉定位导引试验.试验结果表明,采用 SVR- 雅可比估计器的焊接机器人视觉导引能够较准确地定位在期望目标,与传统的 Broyden- 估计器相比有更好的动态响应质量.

关键词: 焊接机器人, 视觉导引, 伺服控制, 支持向量回归, 雅可比矩阵

Abstract:

In order to implement the automatic visual guidance of 6- DOF robots in intelligent welding system,a new control model of uncalibrated visual servoing is proposed.In this model,multiple support vector regression (SVR) machines are used to estimate the Jacobian matrix of images,and the nonlinear mapping between the image feature and the robot joint angle is constructed.Thus,an uncalibrated visual servoing of welding robots can be carried out.The authors also put forward an image Jacobian matrix expression with Gaussian kernel and conduct visual guidance experiments of a welding robot with both eye- in- hand and eye- to- hand camera configurations by using the SVR- Jaco-bian estimator automatically trained under the control of computer.The results indicate that the visual guidance of welding robots using the SVR- Jacobian estimator converges at the desired goal and is superior to the conventional Broyden- estimator because it helps to acquire high dynamic response quality.

Key words: welding robot, visual guidance, servo control, support vector regression, Jacobian matrix

中图分类号: