臂-手系統(tǒng)的運動控制及穩(wěn)定抓取研究.pdf

1、隨著科技的發(fā)展和人們生活質(zhì)量的提高，機器人越來越快地走進了人們的生活。機械臂和機械手作為與環(huán)境交互的執(zhí)行器件，是機器人操作物體的重要方式，也是機器人進行復雜應用的前提條件。
　　 本文以KUKA機械臂和一個二指機械手作為本體，搭配視覺、觸覺傳感器、紅外測距傳感器、接近覺傳感器等多種傳感器構(gòu)建機器人抓取平臺，設計并實現(xiàn)了一種可靠的、魯棒性強的、能自動調(diào)整抓取力的抓取系統(tǒng)。通過雙目視覺輔以單目視覺和紅外測距傳感器來進行目標匹配和精確

2、定位，通過力/位置混合控制方法對臂-手系統(tǒng)進行運動控制，再結(jié)合多傳感器融合技術(shù)實現(xiàn)機器人穩(wěn)定抓取操作。
　　 本文的主要研究內(nèi)容如下:
　　 (1)搭建機器人抓取操作平臺，以KUKA機械臂和二指機械手作為機械本體，抓取系統(tǒng)分為視覺模塊、機械臂運動控制模塊、機械手爪穩(wěn)定抓取模塊。軟件部分運行在Linux平臺下的ROS系統(tǒng)，運用Topic會話機制實現(xiàn)不同模塊之間的融合與通信;
　　 (2)以雙目視覺、單目視覺和紅外測

3、距傳感器構(gòu)建機器人的視覺系統(tǒng)。以雙目視覺定位為主，在雙目失效的情況下，輔助單目視覺和紅外測距傳感器，以提高系統(tǒng)的魯棒性。以SIFT特征算法實現(xiàn)圖像匹配，立體視覺技術(shù)實現(xiàn)目標定位，并進行了物體識別與定位實驗，結(jié)果證明了上述方法的有效性;
　　 (3)分析了機器人手臂的運動學問題，并使用模糊自適應PD控制方法實現(xiàn)機器人手臂的力/位置混合控制，實現(xiàn)過程簡單，魯棒性強，能夠滿足系統(tǒng)需要;
　　 (4)運用多傳感器融合技術(shù)實現(xiàn)機器