Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/11422/14025
Type: Dissertação
Title: An indirect adaptive control approach to image based visual servoing for translational trajectory tracking
Other Titles: Servovisão baseada em imagem por método de adaptação indireto para seguimento de trajetória translacional
Author(s)/Inventor(s): Fried, Jonathan
Advisor: Lizarralde, Fernando Cesar
Abstract: No presente trabalho, consideramos o problema de servovisão no espaço da imagem de um manipulador robótico incerto observado por uma câmera monocular fixa, com parâmetros incertos, para o propósito de rastrear trajetórias translacionais de um alvo esférico. Para um caso inicial, onde apenas a cinemática do robô é considerada, propomos um controlador adaptativo por método indireto, onde a estimação de profundidade da câmera em relação ao alvo é realizada através de conhecimento prévio de propriedades geométricas, porém com alguns parâmetros geométricos relacionados sendo considerados incertos. Para aplicar métodos de adaptação indiretos em servovisão, é parametrizado o Jacobiano de imagem do sistema, os parâmetros estimados são continuamente atualizados, construindo uma estimativa do Jacobiano em questão e fazendo uso da inversa dessa estimativa para o cálculo da lei de controle do sistema. Em seguida, estende-se então, baseado em uma estrutura de controlador em cascata, o controlador adaptativo por servovisão proposto para o caso mais geral que considera tanto a cinemática quanto a dinâmica do manipulador robótico, combinando o controlador anterior com um controlador dinâmico adaptativo também indireto. A análise da estabilidade do sistema é feita através do método de Lyapunov, e simulações e experimentos apresentados ao final ilustram e realçam a performance e viabilidade do controlador proposto.
Abstract: In this work, we consider an image based visual servoing control problem, for uncertain robot manipulators. Visual feedback is provided by a fixed monocular camera with uncertain parameters, for the purpose of tracking translational trajectories of a spherical target. First, only the manipulator kinematic is considered, we propose an indirect adaptive control, with depth measurement done by prior knowledge of a few geometric properties, albeit with some uncertain geometric parameters. This method relies on parameterizing the image Jacobian, continuously updating an estimate of the parameters, using these parameters to construct an estimative image Jacobian matrix and using its inverse to calculate control laws. Based on a cascade structure, the proposed adaptive visual servoing is combined with an adaptive motion control strategy, extending the controller to a case that considers not only the nonlinear kinematics but also the dynamics of the robot arm. The stability and passivity properties are analyzed with Lyapunov method. Simulations and experimental results illustrate and highlight performance and feasibility of the controller proposed.
Keywords: Visual Servoing
Adaptive Control
Cascade Control
Subject CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA
Program: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica
Production unit: Instituto Alberto Luiz Coimbra de Pós-Graduação e Pesquisa de Engenharia
Publisher: Universidade Federal do Rio de Janeiro
Issue Date: Aug-2019
Publisher country: Brasil
Language: eng
Right access: Acesso Aberto
Appears in Collections:Engenharia Elétrica

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