首页 / 专利库 / 医疗设备 / 视觉反馈 / 一种飞行机器人视物悬停的视觉反馈控制方法

一种飞行机器人视物悬停视觉反馈控制方法

阅读:112发布:2020-05-18

专利汇可以提供一种飞行机器人视物悬停视觉反馈控制方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种飞行 机器人 视物 悬停 的 视觉反馈 控制方法,所述方法包括以下步骤:第一步,针对飞行机器人建立控 制模 型,并设计自平衡 控制器 ;第二步,针对飞行机器人设计视觉伺服控制系统,该系统在飞行机器人自平衡控制系统 基础 之上加入IBVS控制器后经过改进、完善得到的;第三步,对飞行机器人搭建视觉伺服控制系统,并在实验中使用飞行机器人机载摄像机采集多 帧 图像;图像信息经过上位机处理得到 飞行器 在下一时刻期望达到速度,对其数值进行分析研究。本发明的飞行机器人视物悬停的视觉反馈控制方法,构建飞行 机器人控制系统 , 飞行控制系统 采用双回路控制结构,可保持飞行机器人自身 姿态 的 稳定性 ,使飞行器具有 锁 定观测物定点悬停的能 力 。,下面是一种飞行机器人视物悬停视觉反馈控制方法专利的具体信息内容。

1.一种飞行机器人视物悬停视觉反馈控制方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:
第一步,针对飞行机器人建立控制模型,并设计自平衡控制器,该控制器作用在于当飞行机器人状态值发生变化时,帮助机器人重新恢复至平衡状态;
第二步,针对飞行机器人设计视觉伺服控制系统,该系统在飞行机器人自平衡控制系统基础之上加入IBVS控制器后经过改进、完善得到的;且在MATLAB环境下模拟飞行机器人在观测物上方悬停飞行的过程,并对比分析了存在干扰情况下,不同特征雅克比矩阵估计值对系统性能的影响;
第三步,对飞行机器人搭建视觉伺服控制系统,并在实验中使用飞行机器人机载摄像机采集多图像,作为控制器输入信号;图像信息经过上位机处理得到飞行器在下一时刻期望达到速度,对其数值进行分析研究,结果表明IBVS控制算法初步可以满足控制任务的需要,且今后有待进一步完善视觉控制系统,实现对飞行机器人的实时控制。

说明书全文

一种飞行机器人视物悬停视觉反馈控制方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种飞行机器人视物悬停的视觉反馈控制方法,属于视觉机器人技术领域。

背景技术

[0002] 当今社会对于电供应的依赖越来越强;因此电力运行中断将对于电力生产者、销售者以及消费者造成巨大的财政损失,故而目前业内普遍将关注点聚焦在如何减少电力线路故障;为了尽快检测出故障并且安排出有效的维修计划,是有必要对电力线路进行定期的检查;传统的人力步行巡检方式与直升飞机协助巡检都存在缺点;人力步行巡检,需要工作人员沿线观测电力线路,但是从地面观测,仅仅只能看到电力线的表面,同时人工目检的巡检方法手段单一,工作效率低并且具有主观性;因此很容易忽略大的故障;直升机协助巡检方式是目前常用的方法;虽然直升机协助巡检与人工步行巡检相比工作效率高,不受地形影响,但是直升机协助巡线要花费昂贵的费用。利用飞行机器人对架空输电线路进行巡检具有巡检效率高、成本低、安全性强等优点;飞行机器人对输电线路进行巡检时,主要是通过安装在飞行机器人上的图像采集设备即摄像机拍摄的线路图像来判断线路的运行状态及故障信息,但飞行机器人在高空执行巡检任务时,常常需要悬停飞行于线路上方,以保证观测线路的度清晰、稳定,但是在实际中,由于气流、干扰信号等因素的影响使得飞行机器人无法稳定悬停。

发明内容

[0003] 为解决上述问题,本发明提出了一种飞行机器人视物悬停的视觉反馈控制方法,构建飞行机器人控制系统飞行控制系统采用双回路控制结构,可保持飞行机器人自身姿态稳定性,使飞行器具有定观测物定点悬停的能力。
[0004] 本发明的飞行机器人视物悬停的视觉反馈控制方法,所述方法包括以下步骤:第一步,针对飞行机器人建立控制模型,并设计自平衡控制器,该控制器作用在于当飞行机器人状态值发生变化时,帮助机器人重新恢复至平衡状态;
第二步,针对飞行机器人设计视觉伺服控制系统,该系统在飞行机器人自平衡控制系统基础之上加入IBVS控制器后经过改进、完善得到的;且在MATLAB环境下模拟飞行机器人在观测物上方悬停飞行的过程,并对比分析了存在干扰情况下,不同特征雅克比矩阵估计值对系统性能的影响;
第三步,对飞行机器人搭建视觉伺服控制系统,并在实验中使用飞行机器人机载摄像机采集多图像,作为控制器输入信号;图像信息经过上位机处理得到飞行器在下一时刻期望达到速度,对其数值进行分析研究,结果表明IBVS控制算法初步可以满足控制任务的需要,且今后有待进一步完善视觉控制系统,实现对飞行机器人的实时控制。
[0005] 本发明与现有技术相比较,本发明的飞行机器人视物悬停的视觉反馈控制方法,应用IBVS视觉控制策略,构建飞行机器人控制系统,飞行控制系统采用双回路控制结构:外环为视觉控制环,可以提取视觉信号,输入为视觉信号误差,输出为飞行机器人期望平移速度;内环为自平衡控制环,可保持飞行机器人自身姿态的稳定性,这样使飞行器具有锁定观测物定点悬停的能力。

具体实施方式

[0006] 本发明的飞行机器人视物悬停的视觉反馈控制方法,所述方法包括以下步骤:第一步,针对飞行机器人建立控制模型,并设计自平衡控制器,该控制器作用在于当飞行机器人状态值发生变化时,帮助机器人重新恢复至平衡状态;
第二步,针对飞行机器人设计视觉伺服控制系统,该系统在飞行机器人自平衡控制系统基础之上加入IBVS控制器后经过改进、完善得到的;且在MATLAB环境下模拟飞行机器人在观测物上方悬停飞行的过程,并对比分析了存在干扰情况下,不同特征雅克比矩阵估计值对系统性能的影响;
第三步,对飞行机器人搭建视觉伺服控制系统,并在实验中使用飞行机器人机载摄像机采集多帧图像,作为控制器输入信号;图像信息经过上位机处理得到飞行器在下一时刻期望达到速度,对其数值进行分析研究,结果表明IBVS控制算法初步可以满足控制任务的需要,且今后有待进一步完善视觉控制系统,实现对飞行机器人的实时控制。
[0007] 本发明的飞行机器人视物悬停的视觉反馈控制方法,应用IBVS视觉控制策略,构建飞行机器人控制系统,飞行控制系统采用双回路控制结构:外环为视觉控制环,可以提取视觉信号,输入为视觉信号误差,输出为飞行机器人期望平移速度;内环为自平衡控制环,可保持飞行机器人自身姿态的稳定性,这样使飞行器具有锁定观测物定点悬停的能力。
[0008] 上述实施例,仅是本发明的较佳实施方式,故凡依本发明专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰,均包括于本发明专利申请范围内。
高效检索全球专利

专利汇是专利免费检索,专利查询,专利分析-国家发明专利查询检索分析平台,是提供专利分析,专利查询,专利检索等数据服务功能的知识产权数据服务商。

我们的产品包含105个国家的1.26亿组数据,免费查、免费专利分析。

申请试用

分析报告

专利汇分析报告产品可以对行业情报数据进行梳理分析,涉及维度包括行业专利基本状况分析、地域分析、技术分析、发明人分析、申请人分析、专利权人分析、失效分析、核心专利分析、法律分析、研发重点分析、企业专利处境分析、技术处境分析、专利寿命分析、企业定位分析、引证分析等超过60个分析角度,系统通过AI智能系统对图表进行解读,只需1分钟,一键生成行业专利分析报告。

申请试用

QQ群二维码
意见反馈