1、機械臂是世界微機電技術(shù)領(lǐng)域中的前沿研究課題。模塊化機械臂可以滿足機械臂各個關(guān)節(jié)易于修改、重構(gòu)和具有可拓展的功能;在國防、工業(yè)、及醫(yī)療等行業(yè),不僅要求機械臂能夠?qū)崿F(xiàn)常規(guī)的動作,而且還要求機械臂具有人類的視覺、思維、學(xué)習與自主能力等?；谏鲜鲈?本文從理論和實驗兩方面,對單目視覺伺服模塊化機械臂控制系統(tǒng)模型進行了深入的分析和研究,并初步建立了一套完整的基于位置的單目視覺伺服模塊化機械臂控制系統(tǒng)。主要工作如下:
　　 第一,分析了模

2、塊化機械臂的空間位姿描述矩陣和坐標系的建立方法,并運用D-H表示法為其建立了變換矩陣,完成了正運動學(xué)方程求解;采用代數(shù)法對逆運動學(xué)方程進行了求解,并對模塊化機械臂正逆運動學(xué)方程進行了實驗分析;數(shù)據(jù)表明:機械臂正逆運動學(xué)誤差主要來自于機械設(shè)計尺寸誤差和三角函數(shù)求解計算誤差。
　　 第二,設(shè)計了一種采用自適應(yīng)中值濾波和自適應(yīng)維納濾波相結(jié)合的數(shù)字圖像處理算法,以消除圖像噪聲;采用統(tǒng)計的方法,并以最小的特征維數(shù)確定了目標物體相對于機械臂

3、基坐標系的位置和姿態(tài),實現(xiàn)了目標物體特征的提取;實驗顯示:設(shè)計的濾波算法較好的提高了原始數(shù)字化圖像的信噪比,采用的聚類統(tǒng)計方法獲得了目標圖像中心點像素坐標、過中心點截得目標物體的橫軸與縱軸的半軸長、圖像面積和周長等圖像特征。
　　 第三,分析了機械手臂視覺伺服的幾種方式,并采用基于位置的視覺伺服方法實現(xiàn)本文的規(guī)劃;針對模塊化機械臂運動規(guī)劃問題,對各個關(guān)節(jié)模塊設(shè)計了模糊PID運動控制器,并對比實驗分析了該控制器的穩(wěn)定性;對手臂末端