視覺伺服機(jī)器人捕捉運(yùn)動(dòng)目標(biāo)及實(shí)時(shí)避障研究.pdf

1、視覺伺服可以對(duì)機(jī)器人工作環(huán)境進(jìn)行辨識(shí)、定位，通過閉環(huán)反饋提高機(jī)器人的操作精度，使機(jī)器人在非結(jié)構(gòu)化環(huán)境中的應(yīng)用成為可能。如何實(shí)現(xiàn)多視覺融合、機(jī)器人抓取動(dòng)態(tài)物體以及實(shí)時(shí)避障都是機(jī)器人研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)問題。
　　 本文采用混合的全局/局部雙目視覺系統(tǒng)，運(yùn)用基于徑向約束的兩步標(biāo)定法標(biāo)定出了全局和局部攝像機(jī)的焦距和6個(gè)外部參數(shù)，通過射線法解決了物體特征點(diǎn)的3D定位問題并進(jìn)行了相關(guān)的實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，雙目視覺的定位誤差可以控制在10mm以內(nèi)

2、。目前，擴(kuò)展卡爾曼濾波是實(shí)現(xiàn)多視覺融合普遍采用的方法之一。為了提高對(duì)運(yùn)動(dòng)物體的預(yù)測(cè)精度，本文先給出了一種簡單的精度度鼉方法，然后通過選擇不同的特征點(diǎn)集合進(jìn)行數(shù)值仿真，提出了以最大內(nèi)切圓半徑為標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)態(tài)選擇特征點(diǎn)的策略。
　　 為了實(shí)現(xiàn)機(jī)器人抓取傳送帶上的運(yùn)動(dòng)物體，本文將抓取步驟劃分為跟蹤段和接近段。采用雅可比矩陣研究了機(jī)器人在這兩個(gè)階段的位置和姿態(tài)規(guī)劃方法，以降低機(jī)械手在啟動(dòng)階段和抓取運(yùn)動(dòng)物體瞬間的運(yùn)動(dòng)沖擊。此外，為了解決機(jī)械手無

3、法抓取快速運(yùn)動(dòng)的物體，本文提出了一種偏移量補(bǔ)償?shù)姆椒ㄊ箼C(jī)械手能夠抓取速度提高了1倍的運(yùn)動(dòng)物體。采用該方法機(jī)械手不僅可以抓取工作空間中的動(dòng)態(tài)物體，還可以抓取靜態(tài)物體。為了驗(yàn)證該方法的有效性，對(duì)機(jī)械手抓取靜態(tài)物體進(jìn)行了在線的實(shí)驗(yàn)，同時(shí)對(duì)機(jī)械手抓取動(dòng)態(tài)物體進(jìn)行了離線的實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，機(jī)械手可以準(zhǔn)確地抓取到目標(biāo)。
　　 基于安全區(qū)域的概念，本文采用廣義逆對(duì)冗余度機(jī)器人實(shí)時(shí)的避障算法進(jìn)行了研究。給出了一種利用機(jī)械手自運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)的避障算法