В современном мире робототехники и автоматизации производства визуальное позиционирование с манипулятором становится все более актуальным и востребованным направлением. Этот метод позволяет значительно повысить точность, гибкость и эффективность работы роботизированных систем в различных отраслях промышленности, таких как сборка, сортировка, упаковка и контроль качества.
Визуальное позиционирование с манипулятором основывается на интеграции систем компьютерного зрения и робототехнических манипуляторов. Системы компьютерного зрения, оснащенные камерами и алгоритмами обработки изображений, позволяют получать детальную информацию о положении, ориентации и свойствах объектов в рабочей зоне. Эта информация затем используется для точного управления движениями манипулятора, обеспечивая высокую точность позиционирования и манипулирования объектами.
Например, в [6] рассмотрено позиционирование и навигация мобильного робота относительно искусственного ориентира. В качестве искусственных ориентиров выступают линии, ограничивающие трассу робота, и метки в виде двухмерных штриховых кодов. В [7] рассматривается система визуального позиционирования беспилотников для точной посадки. Система основана на использовании фрактальных маркеров и светодиодов разного цвета. В позиционирование колобративного робота производится с помощью blob-объекта (каска рабочего белого цвета) для обеспечения безопасности людей.
Одним из ключевых преимуществ визуального позиционирования является возможность адаптации к изменениям в рабочей среде. Традиционные методы программирования роботов, основанные на заранее заданных траекториях и координатах, часто не способны эффективно справляться с вариациями в положении и ориентации объектов. Визуальное позиционирование, напротив, позволяет роботу динамически корректировать свои движения на основе визуальной обратной связи, что делает систему более гибкой и устойчивой к изменениям.
Кроме того, визуальное позиционирование открывает новые возможности для автоматизации сложных задач, требующих высокой точности и повторяемости. Например, в электронной промышленности визуальная вставка компонентов на печатные платы является критически важной операцией, требующей точного позиционирования в масштабе микрометров. Использование систем технического зрения и прецизионных манипуляторов позволяет автоматизировать этот процесс, обеспечивая высокое качество и производительность.
Целью данной работы является реализация визуального позиционирования трехзвенного робота- манипулятора с видеокамерой, с учетом управления по моментам.
Задачи: 1) Построить динамическую модель робота и точек на изображении
2) Провести линеаризацию обратной связью динамической модели робота
3) Рассчитать якобиан для перехода от декартовых скоростей к линейным
4) Реализовать визуальное позиционирование робота по маркеру
5) Проверить результаты
Таким образом, поставленные задачи были успешно выполнены, результаты моделирования подтверждают эффективность предложенного подхода к визуальному позиционированию трехзвенного робота-манипулятора. Робот способен точно позиционироваться относительно целевого объекта, используя визуальную обратную связь и алгоритмы управления.
Разработанный метод визуального позиционирования может быть применен в различных областях. Визуальное позиционирование роботов-манипуляторов в производственных линиях позволяет повысить точность и эффективность сборочных операций, упаковки, сортировки и контроля качества продукции. Внедрение таких систем уменьшает вероятность ошибок и увеличивает производительность за счет автоматизации рутинных задач.
В складских системах роботы с визуальным позиционированием могут эффективно выполнять задачи по перемещению и укладке товаров, обеспечивая оптимальное использование пространства и повышение скорости обработки заказов. Они способны самостоятельно ориентироваться в пространстве, распознавать объекты и точно их размещать.
