臂-手系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)控制及穩(wěn)定抓取研究.pdf

1、隨著科技的發(fā)展和人們生活質(zhì)量的提高，機(jī)器人越來越快地走進(jìn)了人們的生活。機(jī)械臂和機(jī)械手作為與環(huán)境交互的執(zhí)行器件，是機(jī)器人操作物體的重要方式，也是機(jī)器人進(jìn)行復(fù)雜應(yīng)用的前提條件。
　　 本文以KUKA機(jī)械臂和一個(gè)二指機(jī)械手作為本體，搭配視覺、觸覺傳感器、紅外測距傳感器、接近覺傳感器等多種傳感器構(gòu)建機(jī)器人抓取平臺，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一種可靠的、魯棒性強(qiáng)的、能自動(dòng)調(diào)整抓取力的抓取系統(tǒng)。通過雙目視覺輔以單目視覺和紅外測距傳感器來進(jìn)行目標(biāo)匹配和精確

2、定位，通過力/位置混合控制方法對臂-手系統(tǒng)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)控制，再結(jié)合多傳感器融合技術(shù)實(shí)現(xiàn)機(jī)器人穩(wěn)定抓取操作。
　　 本文的主要研究內(nèi)容如下:
　　 (1)搭建機(jī)器人抓取操作平臺，以KUKA機(jī)械臂和二指機(jī)械手作為機(jī)械本體，抓取系統(tǒng)分為視覺模塊、機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)控制模塊、機(jī)械手爪穩(wěn)定抓取模塊。軟件部分運(yùn)行在Linux平臺下的ROS系統(tǒng)，運(yùn)用Topic會(huì)話機(jī)制實(shí)現(xiàn)不同模塊之間的融合與通信;
　　 (2)以雙目視覺、單目視覺和紅外測

3、距傳感器構(gòu)建機(jī)器人的視覺系統(tǒng)。以雙目視覺定位為主，在雙目失效的情況下，輔助單目視覺和紅外測距傳感器，以提高系統(tǒng)的魯棒性。以SIFT特征算法實(shí)現(xiàn)圖像匹配，立體視覺技術(shù)實(shí)現(xiàn)目標(biāo)定位，并進(jìn)行了物體識別與定位實(shí)驗(yàn)，結(jié)果證明了上述方法的有效性;
　　 (3)分析了機(jī)器人手臂的運(yùn)動(dòng)學(xué)問題，并使用模糊自適應(yīng)PD控制方法實(shí)現(xiàn)機(jī)器人手臂的力/位置混合控制，實(shí)現(xiàn)過程簡單，魯棒性強(qiáng)，能夠滿足系統(tǒng)需要;
　　 (4)運(yùn)用多傳感器融合技術(shù)實(shí)現(xiàn)機(jī)器