搭載機(jī)械手的智能輪式小車(chē)目標(biāo)識(shí)別及抓取控制研究.pdf

1、研究具有目標(biāo)識(shí)別并能進(jìn)行精準(zhǔn)抓取的搭載機(jī)械手的智能輪式小車(chē)，在當(dāng)今信息化、自動(dòng)化的世界中，其意義深遠(yuǎn)，實(shí)用性強(qiáng)。本文主要通過(guò)搭載在機(jī)械手臂上的攝像頭進(jìn)行采集圖像，并對(duì)圖像進(jìn)行處理以及目標(biāo)識(shí)別，從而控制機(jī)械手進(jìn)行目標(biāo)的抓取。
　　近年來(lái)智能控制發(fā)展迅速，已廣泛地應(yīng)用于自動(dòng)化，電子，醫(yī)療等各行各業(yè)。在應(yīng)用方面，具有視覺(jué)機(jī)能的搭載機(jī)械手的智能小車(chē)不僅可以在危險(xiǎn)地區(qū)進(jìn)行探查、搜救，而且可以應(yīng)用于醫(yī)療行業(yè)，照顧老年人和行動(dòng)不便的人等。理論上

2、就機(jī)器人的智能而言大多是指兩個(gè)方面:一是通過(guò)各種傳感器自動(dòng)感知周?chē)h(huán)境，二是在了解周?chē)h(huán)境的基礎(chǔ)上，自動(dòng)采取下一步行動(dòng)。本課題設(shè)計(jì)的搭載機(jī)械手的智能小車(chē)系統(tǒng)就是利用模式識(shí)別的結(jié)果，實(shí)現(xiàn)機(jī)械手與車(chē)體協(xié)調(diào)配合，完成抓取任務(wù)。理論上進(jìn)行研究和創(chuàng)新，將圖像處理和模式識(shí)別二者相互配合，共同完成從識(shí)別到抓取目標(biāo)的一系列任務(wù)。
　　本課題，在可以循跡、紅外避障、語(yǔ)音播報(bào)、智能升降以及紅外遙控的智能輪式小車(chē)上，搭載了筆記本、攝像頭以及五自由度機(jī)械

3、手。以筆記本作為目標(biāo)識(shí)別的主要平臺(tái)，對(duì)攝像頭采集到的圖像通過(guò)OpenCV庫(kù)函數(shù)進(jìn)行圖像預(yù)處理。采用“十二線段識(shí)別法”進(jìn)行特征值提取。將得到的特征5*5矩陣輸入ART神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)算法，進(jìn)行目標(biāo)識(shí)別，判斷其是否為所抓取目標(biāo)。機(jī)械手以單片機(jī)為控制單元，它的運(yùn)動(dòng)軌跡是通過(guò)在以D-H模型上應(yīng)用正逆運(yùn)動(dòng)學(xué)分析以及雅克比矩陣獲得的。機(jī)械手臂擁有五個(gè)自由度，每個(gè)自由度由獨(dú)立電機(jī)控制以此達(dá)到抓、放、舉等動(dòng)作，控制單元接收目標(biāo)參數(shù)，進(jìn)行精準(zhǔn)的目標(biāo)抓取。通過(guò)