一种无标定视觉伺服系统的快速跟踪策略

doi:10.12068/j.issn.1005-3026.2020.03.010

东北大学学报:自然科学版 ›› 2020, Vol. 41 ›› Issue (3): 355-360.DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2020.03.010

一种无标定视觉伺服系统的快速跟踪策略

马树军，金铁铮，王英蕾，白昕晖

(东北大学机械工程与自动化学院，辽宁沈阳110819)

收稿日期:2019-05-21 修回日期:2019-05-21 出版日期:2020-03-15 发布日期:2020-04-10
通讯作者: 马树军
作者简介:马树军(1982-)，男，河北保定人，东北大学副教授.
基金资助:
国家自然科学基金资助项目(51505076)；辽宁省自然科学基金资助项目 (2015020105)；中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(N180304016，N140304010)；辽宁省高等学校创新团队项目(LT2014006).

A Fast Tracking Strategy for Uncalibrated Visual Servo System

MA Shu-jun， JIN Tie-zheng， WANG Ying-lei， BAI Xin-hui

School of Mechanical Engineering & Automation， Northeastern University， Shenyang 110819， China.

Received:2019-05-21 Revised:2019-05-21 Online:2020-03-15 Published:2020-04-10
Contact: MA Shu-jun
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摘要/Abstract

摘要： 为了提高机械臂跟踪动态目标的跟踪效率，本文提出了一种无标定视觉伺服系统的快速跟踪策略.一方面，该策略通过预测机械臂关节角的方法，使得控制器计算行为与机械臂运动行为同时进行；另一方面，该策略使用最新的图像信息计算关节角，提高了系统的实时性.在仿真实验和实物实验中，构建了应用不同跟踪策略的两个无标定视觉伺服系统以跟踪动态目标.最后，通过对比两系统的跟踪时间和跟踪路径，验证了新跟踪策略的快速性、实时性和抗干扰性.

关键词: 视觉伺服, 快速跟踪策略, 机械臂, 雅克比矩阵, 跟踪效率

Abstract: In order to improve the tracking efficiency of manipulator tracking dynamic target， this paper proposed a fast tracking strategy of uncalibrated visual servo systems. On the one hand， by predicting the joint angle of the manipulator motion， the controller’s calculating behavior can be carried out in parallel with the manipulator’s moving behavior. On the other hand， the strategy uses the latest image information to calculate the joint angle， which improves the real-time performance of the system. In the simulation and physical experiments， two uncalibrated visual servo systems with different tracking strategy algorithms are constructed to track dynamic target. Finally， the fast， real-time and anti-jamming performance of the strategy are verified by comparing tracking time and tracking path.

Key words: visual servo, fast tracking strategy, manipulator, Jacobian matrix, tracking efficiency

中图分类号:

TP241.2

马树军，金铁铮，王英蕾，白昕晖. 一种无标定视觉伺服系统的快速跟踪策略[J]. 东北大学学报:自然科学版, 2020, 41(3): 355-360.

MA Shu-jun， JIN Tie-zheng， WANG Ying-lei， BAI Xin-hui. A Fast Tracking Strategy for Uncalibrated Visual Servo System[J]. Journal of Northeastern University Natural Science, 2020, 41(3): 355-360.

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[12]的算法能满足更大的嵌入率要求.通栏表用“”表3本文算法与文献
[12]中算法的性能比较Table 3Performance comparison between the proposedalgorithm and the one in reference
[12]网格模型文献
[12]ER/bpvSNR/dB本文 ER/bpvSNR/dBBunny0.28 55.65 0.38 58.91 Horse0.42 56.60 0.47 58.31 Armadillo0.14 59.43 0.21 76.67 Hand0.28 67.20 0.27 67.61 Dragon0.28 41.50 0.49 59.01 4结语本文提出了一种基于自适应直方图修改的网格可逆信息隐藏算法.该算法利用网格形状的局部相似性来预测顶点位置，使得构造的预测误差直方图更加陡峭，有利于增加嵌入容量和减少视觉失真.结合预测误差直方图的分布特点，直接使用嵌入区域内两组指定的预测误差来嵌入秘密信息，无需搜索可用的预测误差，减少了辅助信息对可用嵌入容量的占用.另外，根据载荷大小自适应动态选取合适的嵌入区域，有效避免对预测误差的过多移动，进一步减少了载密模型的视觉失真.实验结果表明，本文提出的算法能够在小容量嵌入时保持较高的视觉质量，适用于高保真的网格可逆信息隐藏.

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A Fast Tracking Strategy for Uncalibrated Visual Servo System

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