摘要:針對(duì)仿人機(jī)器人視覺目標(biāo)跟蹤任務(wù)需求,,設(shè)計(jì)了一種高精度、靈巧型仿人機(jī)器人頭部系統(tǒng),,構(gòu)建了視覺感知模塊與3自由度機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu),。利用虛擬連桿方法對(duì)仿人機(jī)器人頭部進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)建模,將目標(biāo)跟蹤問題轉(zhuǎn)換為機(jī)械臂的運(yùn)動(dòng)學(xué)逆解問題,,通過計(jì)算機(jī)構(gòu)可操作度與條件數(shù),,顯示機(jī)器人頭部對(duì)目標(biāo)跟蹤任務(wù)具有良好的運(yùn)動(dòng)學(xué)靈活性。在此基礎(chǔ)上,,基于梯度投影法建立了目標(biāo)跟蹤運(yùn)動(dòng)學(xué)逆解與規(guī)避關(guān)節(jié)極限位置的同步優(yōu)化算式,,并針對(duì)視覺測(cè)量系統(tǒng)帶寬較窄、容易造成較大跟蹤誤差的問題,,提出了在兩次視覺測(cè)量間隔內(nèi)用軌跡預(yù)測(cè)的方法獲得目標(biāo)位置的估計(jì)值,,以提高跟蹤精度。仿真與實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,,在測(cè)量盲區(qū)內(nèi)采用軌跡預(yù)測(cè)方法,,可將跟蹤精度提高約80%,實(shí)現(xiàn)高精度目標(biāo)跟蹤,。所提出的仿人機(jī)器人頭部及控制方法,,對(duì)動(dòng)態(tài)目標(biāo)具有良好的跟蹤性能。