室內(nèi)移動(dòng)機(jī)器人自主導(dǎo)航與抓取規(guī)劃.pdf

1、近年來(lái)，移動(dòng)機(jī)器人已經(jīng)是機(jī)器人技術(shù)中非?；馃岬难芯款I(lǐng)域，而且不斷向自主智能化的方向發(fā)展，代表著機(jī)電一體化的最高成就。相比傳統(tǒng)的工業(yè)機(jī)器人，智能移動(dòng)機(jī)器人具有自主感知、決策和執(zhí)行的能力，在眾多領(lǐng)域特別是家庭、教育、服務(wù)以及物流行業(yè)中得到廣泛的應(yīng)用與推廣。本文對(duì)全向移動(dòng)機(jī)械臂展開(kāi)研究，包含機(jī)器人的自主導(dǎo)航與機(jī)械臂的自主抓取。
　　研究工作主要從以下幾個(gè)方面展開(kāi):
　　首先，以youBot機(jī)器人作為研究對(duì)象，搭建HOKUYO二維激

2、光測(cè)距儀和Xtion三維深度相機(jī)作為傳感器輸入，并搭建機(jī)器人的ROS軟件平臺(tái)，對(duì)全方位移動(dòng)平臺(tái)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)建模分析，推導(dǎo)出四輪的運(yùn)動(dòng)與移動(dòng)平臺(tái)在地面坐標(biāo)系中的對(duì)應(yīng)位置關(guān)系，為后面移動(dòng)平臺(tái)的導(dǎo)航做準(zhǔn)備。
　　其次，介紹移動(dòng)機(jī)器人SLAM技術(shù)，通過(guò)基于粒子濾波器的FastSLAM技術(shù)實(shí)現(xiàn)了移動(dòng)平臺(tái)的自動(dòng)建圖，通過(guò)A*算法實(shí)現(xiàn)了移動(dòng)平臺(tái)的路徑規(guī)劃，并在軟件平臺(tái)上得到實(shí)現(xiàn)。
　　再次，對(duì)全向移動(dòng)機(jī)械臂進(jìn)行建模分析。先單獨(dú)對(duì)機(jī)械臂運(yùn)用D

3、-H建模方法建立其正向運(yùn)動(dòng)學(xué)，通過(guò)MATLAB仿真驗(yàn)證其正確性，并求得了其的工作空間。接著對(duì)逆向運(yùn)動(dòng)學(xué)求解，編寫(xiě)C++逆解程序得出機(jī)械臂的所有逆解，并在MATLAB上得到正確驗(yàn)證，根據(jù)機(jī)械臂大臂少動(dòng)的能量最優(yōu)原則選出最優(yōu)逆解。然后建立全方位移動(dòng)機(jī)械臂的8自由度運(yùn)動(dòng)學(xué)模型，根據(jù)機(jī)械臂的工作空間，先確定移動(dòng)平臺(tái)方位的三個(gè)變量，為移動(dòng)平臺(tái)導(dǎo)航提供目標(biāo)點(diǎn)信息，再根據(jù)機(jī)械臂逆運(yùn)動(dòng)學(xué)求解出各關(guān)節(jié)角度，為機(jī)械臂的軌跡規(guī)劃做準(zhǔn)備。
　　最后，通過(guò)

4、筆記本電腦實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)器人的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控，在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境具有障礙物通道中進(jìn)行機(jī)器人自主導(dǎo)航實(shí)驗(yàn)，證明了SLAM算法和路徑規(guī)劃算法的可行性。配置機(jī)械臂在MoveIt!下的仿真環(huán)境，當(dāng)機(jī)械臂進(jìn)入到抓取的工作范圍時(shí)，通過(guò)Xtion深度相機(jī)的標(biāo)定工作，能夠識(shí)別出目標(biāo)物體的位姿，針對(duì)MoveIt!下的KDL求解器得不出機(jī)械臂的逆解問(wèn)題，通過(guò)配置新的求解器能夠得到很好的解答。最終采用新求解器對(duì)識(shí)別的目標(biāo)物體位姿求解，將得出的各關(guān)節(jié)角度運(yùn)用過(guò)路徑點(diǎn)的五次多項(xiàng)式