基于視覺和觸覺傳感的抓取技術(shù)研究.pdf

1、抓取是機(jī)器人對環(huán)境中的物體進(jìn)行操作的一種重要方式,它是一個涉及機(jī)器人運(yùn)動學(xué)、視覺測量技術(shù)和傳感器信號處理等多個學(xué)科的交叉課題,是機(jī)器人進(jìn)行更復(fù)雜應(yīng)用的重要前提,可以應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)線上進(jìn)行零件裝配,也可以應(yīng)用于商業(yè)進(jìn)行配餐和整理餐桌,甚至可以成為普通家庭的消費(fèi)品,具有廣闊的應(yīng)用前景,同時也具備市場化的潛力。隨著傳感器技術(shù)的發(fā)展,基于視覺和觸覺傳感的抓取研究成為了一個熱點(diǎn)。
　　本文首先搭建了一個抓取實(shí)驗(yàn)平臺,使用KUKA機(jī)械臂和一個

2、二指機(jī)械手作為機(jī)械本體,使用視覺傳感器和觸覺傳感器作為重要傳感單元。然后研究了使用SIFT特征算子檢測目標(biāo)和使用點(diǎn)相關(guān)位姿測量方法測量目標(biāo)物體位姿的方法,在目標(biāo)物體被遮擋時,使用安裝在機(jī)械臂末端的單目攝像機(jī)和紅外測距傳感器輔助引導(dǎo)機(jī)械臂接近目標(biāo)并進(jìn)入預(yù)抓取位姿。
　　通過建立二指機(jī)械手抓取的力學(xué)模型,分析了手指變形與受力之間的關(guān)系,并使用有限元分析方法,對手指表面的橡膠墊片進(jìn)行了超彈性體分析,得出了有利于觸覺傳感器測量的墊片結(jié)構(gòu)。

3、
　　本文基于ROS(Robot operating System)設(shè)計了一個模塊化的控制系統(tǒng),將系統(tǒng)劃分為四大功能模塊,模塊以節(jié)點(diǎn)的形式存在并采用話題和消息的方式進(jìn)行通信,實(shí)現(xiàn)不同語言之間的通信。最后設(shè)計了一個抓取實(shí)驗(yàn),完成從關(guān)閉的柜門里取物的實(shí)驗(yàn),測量得到的觸覺傳感器數(shù)據(jù)導(dǎo)入Matlab進(jìn)行了處理分析,得出了更加適合用于抓取狀態(tài)判斷的信號特征。
　　本文對視覺和觸覺傳感應(yīng)用于抓取的研究具有一定的理論價值,將ROS系統(tǒng)應(yīng)用