Homography matrix based trajectory planning method for robot uncalibrated visual servoing

要約

カメラ軌道のみを考慮する古典的な視覚サーボ軌道計画法を考慮して,本稿では,ロボット未校正視覚サーボ用の1つのホモグラフィ行列ベースの軌道計画法を提案する。
ロボットエンドエフェクターフレームを一般的なケースとして取り上げ、固有値分解を利用してロボットエンドエフェクター軌道の無限ホモグラフィー行列を計算し、カメラの回転に対応する画像特徴点軌道を取得します。
カメラの平行移動に対応する画像特徴点軌跡をホモグラフィー行列により求める。
ロボットとエンドエフェクタの回転に対応する追加画像に基づいて、ロボットとエンドエフェクタの回転と画像特徴点の変化との関係が取得され、最適なロボットに対応する画像軌跡が表現されます。
・エンドエフェクタ軌道（最小測地線の回転軌道と直線並進軌道）を取得する。
最後に、未校正のビジュアル サーボ コントローラーの最適な画像軌道が、画像軌道を追跡するように変更されます。
シミュレーション実験により、古典的なIBUVS方法と比較して、提案された軌道計画方法は任意のフレームの最短経路を取得し、大きな初期姿勢偏差でロボットの視覚サーボタスクを完了できることが示されています。

要約(オリジナル)

In view of the classical visual servoing trajectory planning method which only considers the camera trajectory, this paper proposes one homography matrix based trajectory planning method for robot uncalibrated visual servoing. Taking the robot-end-effector frame as one generic case, eigenvalue decomposition is utilized to calculate the infinite homography matrix of the robot-end-effector trajectory, and then the image feature-point trajectories corresponding to the camera rotation is obtained, while the image feature-point trajectories corresponding to the camera translation is obtained by the homography matrix. According to the additional image corresponding to the robot-end-effector rotation, the relationship between the robot-end-effector rotation and the variation of the image feature-points is obtained, and then the expression of the image trajectories corresponding to the optimal robot-end-effector trajectories (the rotation trajectory of the minimum geodesic and the linear translation trajectory) are obtained. Finally, the optimal image trajectories of the uncalibrated visual servoing controller is modified to track the image trajectories. Simulation experiments show that, compared with the classical IBUVS method, the proposed trajectory planning method can obtain the shortest path of any frame and complete the robot visual servoing task with large initial pose deviation.

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