Synthesis of the control laws for moving objects using computer vision

Abstract

В работе рассматриваются вопросы практической реализации закона управления мобильным роботом с визуальной обратной связью. Робот имеет две степени свободы на плоскости и жестко закрепленную на нем камеру. Задача состоит в позиционировании относительно определенного объекта с учетом внешнего возмущения. Управление осуществляется по схеме Image-based visual servo control, позволяющей использовать визуальную информацию в контуре обратной связи без применения триангуляции. Ключевые точки извлекаются при помощи двух алгоритмов: ORB и AKAZE. Для учета динамики робота синтезируется регулятор с многоцелевой структурой. Приведено описание программного комплекса виртуальной реальности для проверки алгоритмов компьютерного зрения, а так же представлены результаты испытаний системы управления в этой среде.

The paper discusses the practical implementation of the law of control of a mobile robot with visual feedback. The robot has two degrees of freedom on the plane and a camera rigidly fixed on it. The task is to position relative to a specific object, taking into account external disturbance. The control is carried out according to the Image-based visual servo control scheme, which allows the use of visual information in the feedback loop without the use of triangulation. Keypoints are extracted using two algorithms: ORB and AKAZE. To account for the dynamics of the robot, a controller with a multi-purpose structure is synthesized. The description of the virtual reality software package for testing computer vision algorithms is given, as well as the test results of the control system in this environment are presented.