Positionsbasiertes visuelles Servoing eines Manipulators mittels modellprädiktiver Regelung

Um das Problem der Positionsbestimmung des Ziels und der Zielverfolgungsregelung zu lösen, entwirft dieses Papier ein visuelles Servo-System für die Position des Manipulators basierend auf modellprädiktiver Regelung. Zunächst wird der anfängliche Kamerapositonswert durch Lösung der relativen Positionsbeziehung zwischen Kamera und Ziel mittels des Perspective-n-Point-Algorithmus ermittelt. Zweitens wird der Levenberg–Marquardt-Algorithmus eingesetzt, um den Einfluss von Rauschen und anderen Faktoren auf die Messgenauigkeit zu reduzieren. Er wird verwendet, um die Kameraposition durch Minimierung des Reprojektionsfehlers zu optimieren. Drittens wird unter Berücksichtigung der Bewegungseinschränkungen während der Bewegung des Manipulators die modellprädiktive Regelungsmethode angewandt, um das visuelle Servo-Regelungsproblem mit Einschränkungen zu lösen. Das monokulare Visionssystem misst die Position des Endes des Manipulators und des Ziels, um Rückmeldung für die modellprädiktive Regelung zu liefern. Schließlich wird ein Simulationsexperiment durchgeführt, um die Gültigkeit und Effektivität der vorgeschlagenen Methode zu überprüfen.