發(fā)布時(shí)間：2021-05-25 07:24

　　機(jī)械臂避障運(yùn)動(dòng)規(guī)劃作為機(jī)器人技術(shù)的研究課題之一,一直是科研工作者們研究的熱點(diǎn)�？茖W(xué)合理的避障規(guī)劃是保證機(jī)械臂在工作環(huán)境中能夠以較優(yōu)軌跡無(wú)碰撞地完成特定運(yùn)動(dòng),從而保證機(jī)械臂的正常作業(yè)。因此,機(jī)械臂避障運(yùn)動(dòng)規(guī)劃問(wèn)題具有重要研究?jī)r(jià)值。課題以機(jī)械臂避障運(yùn)動(dòng)規(guī)劃算法為主要研究出發(fā)點(diǎn),對(duì)機(jī)械臂進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)學(xué)建模與分析,提出了規(guī)劃算法改進(jìn)策略,并搭建了基于ROS的機(jī)器人運(yùn)動(dòng)仿真平臺(tái)。最后,以所建機(jī)器人模型為研究對(duì)象,在仿真平臺(tái)上進(jìn)行了算法仿真驗(yàn)證。本文首先介紹和分析了運(yùn)動(dòng)規(guī)劃問(wèn)題和機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)學(xué)相關(guān)基礎(chǔ)理論。運(yùn)動(dòng)規(guī)劃理論基礎(chǔ)主要包括對(duì)該問(wèn)題的規(guī)范化描述以及常用路徑規(guī)劃方法和碰撞檢測(cè)技術(shù)。機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)學(xué)主要介紹了機(jī)械臂位姿描述,坐標(biāo)變換和D-H參數(shù)法建模等。以UR5機(jī)器人為例進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)學(xué)建模,逆運(yùn)動(dòng)求解以及軌跡規(guī)劃仿真,驗(yàn)證了所建機(jī)械臂模型的正確性。其次,本文對(duì)ROS基礎(chǔ)概念和軟件框架進(jìn)行了簡(jiǎn)單介紹,完成了基于URDF的UR5機(jī)械臂建模�；赗OS、Moveit!運(yùn)動(dòng)規(guī)劃包和Rviz 3D可視化平臺(tái)完成了機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)仿真系統(tǒng)搭建,并介紹了仿真系統(tǒng)核心功能節(jié)點(diǎn)。最后,作為本文研究的核心內(nèi)容,對(duì)所提改進(jìn)RRT算法... 

【文章來(lái)源】：陜西理工大學(xué)陜西省

【文章頁(yè)數(shù)】：87 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 課題研究的目的及意義
    1.2 相關(guān)技術(shù)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 機(jī)器人仿真系統(tǒng)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.2 路徑規(guī)劃國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 本文主要研究?jī)?nèi)容
第2章 運(yùn)動(dòng)規(guī)劃基礎(chǔ)
    2.1 引言
    2.2 問(wèn)題的規(guī)范化描述
        2.2.1 概述
        2.2.2 C空間(configurationspace)
        2.2.3 距離描述
        2.2.4 障礙物描述
    2.3 路徑規(guī)劃
        2.3.1 全局路徑規(guī)劃
        2.3.3 局部路徑規(guī)劃
    2.4 碰撞檢測(cè)
        2.4.1 碰撞檢測(cè)方法分類
        2.4.2 OBB方法分析
    2.5 本章小結(jié)
第3章 機(jī)械臂建模與運(yùn)動(dòng)學(xué)分析
    3.1 引言
    3.2 運(yùn)動(dòng)學(xué)基礎(chǔ)
        3.2.1 位姿表示及齊次坐標(biāo)變換
        3.2.2 D-H參數(shù)法
    3.3 UR5機(jī)械臂建模
        3.3.1 機(jī)械臂正運(yùn)動(dòng)學(xué)
        3.3.2 機(jī)械臂逆運(yùn)動(dòng)學(xué)
    3.4 機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)仿真驗(yàn)證
        3.4.1 正運(yùn)動(dòng)學(xué)驗(yàn)證
        3.4.2 關(guān)節(jié)空間軌跡規(guī)劃及仿真
    3.5 本章小結(jié)
第4章 基于ROS的仿真系統(tǒng)設(shè)計(jì)
    4.1 引言
    4.2 ROS基礎(chǔ)
        4.2.1 簡(jiǎn)介
        4.2.2 基本組成
        4.2.3 Moveit!功能包
        4.2.4 Rviz3D可視化
    4.3 基于ROS的UR5機(jī)器人建模
        4.3.1 URDF介紹
        4.3.2 UR5的URDF模型建立與校驗(yàn)
        4.3.3 UR5模型可視化
    4.4 UR5在ROS中的基本配置
        4.4.1 設(shè)置助手(SetupAssistant)
        4.4.2 move_group節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)及編譯
    4.5 機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)控制
    4.6 基于ROS的系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)圖
    4.7 本章小結(jié)
第5章 基于改進(jìn)RRT的運(yùn)動(dòng)規(guī)劃
    5.1 引言
    5.2 基本RRT算法
        5.2.1 RRT算法基本思想
        5.2.2 RRT算法原理
        5.2.3 傳統(tǒng)RRT算法缺陷
    5.3 RRT算法改進(jìn)
        5.3.1 改進(jìn)的度量函數(shù)
        5.3.2 多余點(diǎn)剔除策略
    5.4 基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的路徑后處理
        5.4.1 RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)介紹
        5.4.2 基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的路徑光滑處理
    5.5 本章小結(jié)
第6章 基于ROS的仿真實(shí)驗(yàn)
    6.1 引言
    6.2 簡(jiǎn)單場(chǎng)景下機(jī)械臂避障運(yùn)動(dòng)仿真
        6.2.1 規(guī)劃場(chǎng)景設(shè)置
        6.2.2 仿真結(jié)果
    6.3 復(fù)雜場(chǎng)景下機(jī)械臂避障運(yùn)動(dòng)仿真
        6.3.1 規(guī)劃場(chǎng)景設(shè)置
        6.3.2 仿真結(jié)果
    6.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
    6.5 本章小結(jié)
總結(jié)與展望
    總結(jié)
    展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間科研成果
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
[1]空間多自由度串聯(lián)機(jī)械臂的避障運(yùn)動(dòng)規(guī)劃方法研究[D]. 宗成星.合肥工業(yè)大學(xué) 2017
[2]基于ROS的碼垛機(jī)器人運(yùn)動(dòng)仿真及軌跡規(guī)劃[D]. 溫寬昌.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2016
[3]基于ROS的機(jī)器人三維仿真平臺(tái)設(shè)計(jì)與研究[D]. 陳煒燦.東北大學(xué) 2014
[4]基于六自由度機(jī)械臂的避障路徑規(guī)劃研究[D]. 程國(guó)秀.東北大學(xué) 2012
[5]基于多運(yùn)動(dòng)對(duì)象的OBB碰撞檢測(cè)研究[D]. 李苗.西南大學(xué) 2012
[6]基于OBB包圍盒的碰撞檢測(cè)算法改進(jìn)[D]. 黃可.西南大學(xué) 2011
[7]復(fù)雜未知環(huán)境下機(jī)器人路徑規(guī)劃算法研究[D]. 隋玲玲.復(fù)旦大學(xué) 2010
[8]基于OBB碰撞檢測(cè)及其算法改進(jìn)研究[D]. 吳強(qiáng).鄭州大學(xué) 2007
[9]基于OpenGL的5R工業(yè)機(jī)器人的仿真[D]. 張永林.南京航空航天大學(xué) 2006



本文編號(hào)：3204935