陪護(hù)機(jī)器人基于視覺的物品抓取方法研究與系統(tǒng)軟件開發(fā).pdf

1、本論文以國(guó)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(duì)助老助殘陪護(hù)性機(jī)器人的視覺伺服抓取任務(wù)要求，研究機(jī)器人手臂的運(yùn)動(dòng)控制、目標(biāo)識(shí)別方法的改進(jìn)、基于視覺的物品快速抓取方法，并完成了陪護(hù)機(jī)器人系統(tǒng)軟件與人機(jī)接口的設(shè)計(jì)開發(fā)。
　　 首先，研究了陪護(hù)機(jī)器人機(jī)械手臂的運(yùn)動(dòng)控制，實(shí)現(xiàn)了4自由度機(jī)械臂的正逆解計(jì)算，在此基礎(chǔ)上通過插補(bǔ)計(jì)算完成機(jī)械臂的關(guān)節(jié)空間插補(bǔ)，笛卡爾空間直線/圓弧插補(bǔ)等運(yùn)動(dòng)控制

2、。其次，對(duì)陪護(hù)型機(jī)器人抓取物品過程中的標(biāo)簽識(shí)別方法進(jìn)行了改進(jìn)，補(bǔ)償了標(biāo)簽與杯子中心的誤差，研究了閾值自適應(yīng)分割算法，從而可以在更大的范圍內(nèi)能準(zhǔn)確識(shí)別出目標(biāo)的中心，并通過創(chuàng)建動(dòng)態(tài)窗口的方法提高了圖像處理的速度與成功率；針對(duì)實(shí)用型陪護(hù)機(jī)器人本身的特點(diǎn)，本文采用了“眼在手上”的視覺系統(tǒng)方案，結(jié)合無標(biāo)定的視覺伺服算法，通過圖像雅可比偽逆矩陣的在線估計(jì)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)，完成移動(dòng)機(jī)