家庭服務(wù)機(jī)器人物體識別與抓取的研究.pdf

1、隨著科技的進(jìn)步,家庭服務(wù)機(jī)器人將擁有更加廣闊的市場前景。本文對服務(wù)機(jī)器人在室內(nèi)環(huán)境下識別與抓取物體進(jìn)行了研究,讓機(jī)器人收到指令后,在星空定位導(dǎo)航下自主移動到目標(biāo)物體附近地點(diǎn),由遠(yuǎn)距離顏色識別加近距離特征識別的方式對物體進(jìn)行識別及定位,然后控制機(jī)械手進(jìn)行物體抓取。
　　本課題研究內(nèi)容可以總結(jié)為以下幾個(gè)方面:
　　1、針對服務(wù)機(jī)器人物體識別與抓取任務(wù)的需求設(shè)計(jì)應(yīng)用系統(tǒng),利用VS2010及OpenCV軟件平臺構(gòu)建了集物體識別、機(jī)器

2、人運(yùn)動控制、機(jī)械臂控制、信息采集顯示等功能的系統(tǒng)控制平臺。
　　2、研究了物體識別算法中的SURF(Speeded Up Robust Features,具有魯棒性的高速特征采集算法)算法。介于遠(yuǎn)距離時(shí)特征提取難度增加,本文提出了結(jié)合顏色算法的物體識別方案:遠(yuǎn)距離用顏色識別算法尋找物體,近距離用SURF特征識別算法確認(rèn)物體。
　　3、研究了StarGazer星空定位導(dǎo)航系統(tǒng)的工作原理,對設(shè)定的家庭環(huán)境進(jìn)行了地圖創(chuàng)建,從而解決

3、了服務(wù)機(jī)器人在尋找物體過程中的定位導(dǎo)航問題。
　　4、研究了機(jī)械臂抓取技術(shù),基于單目視覺的小孔成像模型提出了不同視覺角度特征匹配獲取末端執(zhí)行器期望位置的方案,通過建立服務(wù)機(jī)器人機(jī)械臂運(yùn)動學(xué)方程求解各關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)角量。
　　在應(yīng)用系統(tǒng)的支持下家庭服務(wù)機(jī)器人能夠完成物體識別與抓取的任務(wù)。實(shí)驗(yàn)表明顏色識別與特征識別的結(jié)合提高了物體識別的效率和精度,星空定位導(dǎo)航讓機(jī)器人能自主移動到目標(biāo)位置,最后系統(tǒng)控制機(jī)械臂各關(guān)節(jié)舵機(jī)轉(zhuǎn)動相應(yīng)角度實(shí)現(xiàn)物體