家庭服務(wù)機(jī)器人物體識(shí)別與抓取的研究.pdf

1、隨著科技的進(jìn)步,家庭服務(wù)機(jī)器人將擁有更加廣闊的市場(chǎng)前景。本文對(duì)服務(wù)機(jī)器人在室內(nèi)環(huán)境下識(shí)別與抓取物體進(jìn)行了研究,讓機(jī)器人收到指令后,在星空定位導(dǎo)航下自主移動(dòng)到目標(biāo)物體附近地點(diǎn),由遠(yuǎn)距離顏色識(shí)別加近距離特征識(shí)別的方式對(duì)物體進(jìn)行識(shí)別及定位,然后控制機(jī)械手進(jìn)行物體抓取。
　　本課題研究?jī)?nèi)容可以總結(jié)為以下幾個(gè)方面:
　　1、針對(duì)服務(wù)機(jī)器人物體識(shí)別與抓取任務(wù)的需求設(shè)計(jì)應(yīng)用系統(tǒng),利用VS2010及OpenCV軟件平臺(tái)構(gòu)建了集物體識(shí)別、機(jī)器

2、人運(yùn)動(dòng)控制、機(jī)械臂控制、信息采集顯示等功能的系統(tǒng)控制平臺(tái)。
　　2、研究了物體識(shí)別算法中的SURF(Speeded Up Robust Features,具有魯棒性的高速特征采集算法)算法。介于遠(yuǎn)距離時(shí)特征提取難度增加,本文提出了結(jié)合顏色算法的物體識(shí)別方案:遠(yuǎn)距離用顏色識(shí)別算法尋找物體,近距離用SURF特征識(shí)別算法確認(rèn)物體。
　　3、研究了StarGazer星空定位導(dǎo)航系統(tǒng)的工作原理,對(duì)設(shè)定的家庭環(huán)境進(jìn)行了地圖創(chuàng)建,從而解決

3、了服務(wù)機(jī)器人在尋找物體過(guò)程中的定位導(dǎo)航問(wèn)題。
　　4、研究了機(jī)械臂抓取技術(shù),基于單目視覺(jué)的小孔成像模型提出了不同視覺(jué)角度特征匹配獲取末端執(zhí)行器期望位置的方案,通過(guò)建立服務(wù)機(jī)器人機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)學(xué)方程求解各關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)角量。
　　在應(yīng)用系統(tǒng)的支持下家庭服務(wù)機(jī)器人能夠完成物體識(shí)別與抓取的任務(wù)。實(shí)驗(yàn)表明顏色識(shí)別與特征識(shí)別的結(jié)合提高了物體識(shí)別的效率和精度,星空定位導(dǎo)航讓機(jī)器人能自主移動(dòng)到目標(biāo)位置,最后系統(tǒng)控制機(jī)械臂各關(guān)節(jié)舵機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)相應(yīng)角度實(shí)現(xiàn)物體