隨著工業(yè)4.0的快速演進,促使機械臂應(yīng)用于汽車制造、軍工、航空制造和醫(yī)療設(shè)備等領(lǐng)域。機械臂的操控方式多數(shù)是通過預(yù)先的離線編程,控制其工作在示教再現(xiàn)的模式下,該模式難以適應(yīng)復(fù)雜多變的工作環(huán)境。本文提出一種基于改進的蟻群優(yōu)化算法的機械臂運動軌跡規(guī)劃方法。通過雙目視覺感知工作環(huán)境中的障礙物,在多障礙物空間中運行改進的蟻群優(yōu)化算法規(guī)劃機械臂運動軌跡,再通過機械臂運動學(xué)分析和ROS操作系統(tǒng)中的機械臂運動仿真,驗證軌跡規(guī)劃的有效性,降低機械臂的碰撞事故發(fā)生。本文的研究力求解決機械臂在復(fù)雜工況下的運動控制問題,提高工業(yè)機器人的自動化和智能化程度。本文設(shè)計制作雙目視覺相機的多自由度調(diào)節(jié)和支撐結(jié)構(gòu)。利用雙目視覺拍攝工作空間場景,通過雙目相機的立體標定、立體匹配和場景三維坐標計算等,對機械臂工作的物場模型進行三維重建,獲取障礙物的準確位置、幾何關(guān)系和輪廓信息,并增強三維場景信息并使其可視化。根據(jù)雙目視覺相機獲取的三維物場信息,對其進行柵格化處理建立地圖環(huán)境,通過蟻群算法在地圖上完成機械臂運動軌跡規(guī)劃。利用三次B-樣條曲線對規(guī)劃軌跡進行擬合插值,平滑優(yōu)化軌跡,消除跳點,減少機械臂沿軌跡運動時對關(guān)節(jié)的沖擊。對... 

【文章來源】：哈爾濱理工大學(xué)黑龍江省

【文章頁數(shù)】：104 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

009-2018年中國工業(yè)機器人保有量及全球份額圖

機械

哈爾濱理工大學(xué)工程碩士學(xué)位論文-2-根據(jù)傳感器反饋信息智能化地分析和決策運動規(guī)劃軌跡，從而對提高機械臂的自動化程度具有重要意義。a)機械臂分揀系統(tǒng)b)機械臂在物流方面的應(yīng)用圖1-2機械臂應(yīng)用于生產(chǎn)圖Fig.1-2Manipulatorusedinproduction機械臂的應(yīng)用需要更加自主智能的功能來滿足其在復(fù)雜工況環(huán)境以及多變的市場需求。其中，機器視覺和路徑規(guī)劃是機械臂上兩個非常重要的實現(xiàn)技術(shù)。機器視覺是利用機器代替人眼進行分析和決策，是機械臂控制與視覺技術(shù)的融合，機器視覺可以給機械臂提供有效的視覺信息，包括數(shù)字圖片處理、立體標定和控制理論等，與傳統(tǒng)機械臂離線編程相比，視覺在機械臂上的應(yīng)用不但提高了生產(chǎn)作業(yè)的精度，而且讓機械臂具有在復(fù)雜多變的物場環(huán)境下完成作業(yè)任務(wù)的能力；軌跡規(guī)劃可以使機械臂不需要技術(shù)人員針對環(huán)境進行繁瑣的指令編程過程，但是同樣存在軌跡規(guī)劃過程效率低，容易陷入局部最小值等情況，難以應(yīng)用于機械臂三維空間軌跡規(guī)劃，應(yīng)用于二維的移動無人車的路徑規(guī)劃不能用于機械臂，所以研究適用于機械臂空間運動規(guī)劃方法具有現(xiàn)實意義。本研究致力于實現(xiàn)基于雙目視覺技術(shù)的機械臂運動軌跡規(guī)劃方法研究，擬采用MATLAB與ROS仿真平臺與實驗平臺的方案，搭建設(shè)計基于雙目立體視覺的物場環(huán)境三維重建系統(tǒng)，并且利用優(yōu)化的蟻群算法設(shè)計機械臂末端執(zhí)行器在復(fù)雜工作空間的軌跡規(guī)劃算法，提高機械臂的自動化程度以及生產(chǎn)效率。

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
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[6]與MRI兼容的柔索驅(qū)動乳腺介入機器人設(shè)計與分析[D]. 胡兆利.哈爾濱理工大學(xué) 2018
[7]一種基于OpenGL的態(tài)勢符號標繪系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[D]. 趙文寧.中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院工程管理與信息技術(shù)學(xué)院) 2017
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本文編號：3268504