陪護(hù)機(jī)器人基于視覺的物品識別與抓取方法研究.pdf

1、本論文以國家863高技術(shù)項(xiàng)目《助老/助殘機(jī)器人關(guān)鍵技術(shù)研究》的子課題《實(shí)用型陪護(hù)機(jī)器人》為背景，針對助老助殘陪護(hù)性機(jī)器人的視覺伺服抓取任務(wù)要求，研究基于視覺的目標(biāo)識別、伺服控制的算法及其實(shí)現(xiàn)方案，最終完成對目標(biāo)的抓取。
　　 本論文的任務(wù)是在助老助殘陪護(hù)型機(jī)器人抓取物品的過程中，首先將攝像機(jī)所獲取的視覺信息轉(zhuǎn)換成數(shù)字圖像信息，然后從復(fù)雜的家庭環(huán)境中識別出物品和機(jī)器人執(zhí)行手臂。本文分別設(shè)計(jì)了兩種不同類型的標(biāo)簽用于識別不同的物品和機(jī)

2、器人自身的手臂。通過對標(biāo)簽的顏色、結(jié)構(gòu)、大小等特征識別出相關(guān)標(biāo)簽，同時(shí)從相關(guān)標(biāo)簽中提取出有用的圖像特征信息：目標(biāo)物的重心點(diǎn)、目標(biāo)物的狀態(tài)和機(jī)器人手臂標(biāo)簽的中心軸；針對實(shí)用型陪護(hù)機(jī)器人本身的特點(diǎn)，本文將整個(gè)抓取過程分解成不同的階段。本文根據(jù)本項(xiàng)目的實(shí)際情況，結(jié)合無標(biāo)定的視覺伺服算法，通過遞推最小二乘法直接完成圖像雅可比偽逆矩陣的在線估計(jì)，進(jìn)而計(jì)算出機(jī)器人關(guān)節(jié)角的變化量，反饋給助老助殘陪護(hù)型機(jī)器人控制器，控制機(jī)器人相應(yīng)關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)，通過不斷地調(diào)