如何使機(jī)器人高效、高性價(jià)比地服務(wù)于工業(yè)一直是國(guó)內(nèi)外學(xué)者研究的熱點(diǎn)。高端機(jī)械臂精度高、速度快、穩(wěn)定性好但是成本昂貴,中端和低端的機(jī)械臂價(jià)格便宜但是精度、速度和穩(wěn)定性都不能很好得滿足需求。本課題圍繞低成本的機(jī)械臂抓取系統(tǒng)進(jìn)行研究,采用深度學(xué)習(xí)技術(shù)和強(qiáng)化學(xué)習(xí)技術(shù),實(shí)現(xiàn)機(jī)械臂更加快速、準(zhǔn)確和智能的抓取。本文以低成本機(jī)械臂抓取系統(tǒng)為課題,圍繞機(jī)械臂抓取的位姿估計(jì)模塊、控制器算法模塊和目標(biāo)檢測(cè)模塊的三大模塊進(jìn)行研究。本文在前人的基礎(chǔ)上進(jìn)行拓展,首先設(shè)計(jì)了系統(tǒng)的整體框架和流程,然后設(shè)計(jì)了系統(tǒng)的核心方案。本文以提高機(jī)械臂抓取速度、精度和智能程度為核心,針對(duì)以上三個(gè)模塊進(jìn)行了四個(gè)方面的設(shè)計(jì)。針對(duì)位姿估計(jì)模塊,端到端的機(jī)械臂訓(xùn)練需要大型的數(shù)據(jù)集,本文采取了虛擬數(shù)據(jù)集和域適應(yīng)的方法,降低了人工標(biāo)注成本。根據(jù)位姿估計(jì)時(shí)相機(jī)相對(duì)于機(jī)械臂的位姿變化與否,本文設(shè)計(jì)了一種基于半自主標(biāo)定的位姿估計(jì)方法,減少位姿估計(jì)參數(shù)的維度,在位姿估計(jì)精度略有提升的情況下,大大加快了系統(tǒng)的抓取速度。針對(duì)控制器算法模塊,強(qiáng)化學(xué)習(xí)與傳統(tǒng)控制各有特點(diǎn)。對(duì)于機(jī)械臂的控制,本文分析和比較了兩種控制器算法。針對(duì)強(qiáng)化學(xué)習(xí)在進(jìn)行機(jī)械臂控制時(shí),隨著步數(shù)... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：94 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

系統(tǒng)的硬件平臺(tái)本文選用OWI-535機(jī)械臂

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文16表3-1機(jī)械臂關(guān)節(jié)角度范圍表（°）數(shù)據(jù)類別基座肩肘腕測(cè)試數(shù)據(jù)-130°-130°-90°-90°-60°-90°-130°-75°數(shù)據(jù)集要求-130°-130°-90°-60°-60°-90°-130°-70°(a)機(jī)械臂組裝前(b)機(jī)械臂組裝后圖3-2機(jī)械臂組裝前后示意圖(a)BisonCamNBPro拍攝的機(jī)械臂(b)LogitechC920拍攝的機(jī)械臂圖3-3不同相機(jī)拍攝的機(jī)械臂示意圖本系統(tǒng)支持筆記本電腦攝像頭，筆記本自帶攝像頭為BisonCamNBPro，但是拍攝的圖片質(zhì)量與LogitechC920相機(jī)相比會(huì)有所差別，圖3-3所示為BisonCamNBPro和LogitechC920拍攝圖片對(duì)比，可以看出LogitechC920相機(jī)的成像效果更好，筆記本自帶攝像頭拍攝的圖片較為模糊，機(jī)械臂有些發(fā)虛。LogitechC920拍攝的照片相對(duì)更加清晰，真實(shí)。針對(duì)這兩張圖片，本文認(rèn)為是相機(jī)參數(shù)范圍差異導(dǎo)致的圖片成像質(zhì)量不同，因此本文分析了兩款相機(jī)不同的的參數(shù)范圍，如表3-2所示。由兩個(gè)相機(jī)的參數(shù)范圍可以看出，相機(jī)分辨率都是640x480，速度都是30幀每秒，但是圖片效果不同，可以認(rèn)為是兩個(gè)相機(jī)亮度、飽和度、對(duì)比度和清晰度范

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文16表3-1機(jī)械臂關(guān)節(jié)角度范圍表（°）數(shù)據(jù)類別基座肩肘腕測(cè)試數(shù)據(jù)-130°-130°-90°-90°-60°-90°-130°-75°數(shù)據(jù)集要求-130°-130°-90°-60°-60°-90°-130°-70°(a)機(jī)械臂組裝前(b)機(jī)械臂組裝后圖3-2機(jī)械臂組裝前后示意圖(a)BisonCamNBPro拍攝的機(jī)械臂(b)LogitechC920拍攝的機(jī)械臂圖3-3不同相機(jī)拍攝的機(jī)械臂示意圖本系統(tǒng)支持筆記本電腦攝像頭，筆記本自帶攝像頭為BisonCamNBPro，但是拍攝的圖片質(zhì)量與LogitechC920相機(jī)相比會(huì)有所差別，圖3-3所示為BisonCamNBPro和LogitechC920拍攝圖片對(duì)比，可以看出LogitechC920相機(jī)的成像效果更好，筆記本自帶攝像頭拍攝的圖片較為模糊，機(jī)械臂有些發(fā)虛。LogitechC920拍攝的照片相對(duì)更加清晰，真實(shí)。針對(duì)這兩張圖片，本文認(rèn)為是相機(jī)參數(shù)范圍差異導(dǎo)致的圖片成像質(zhì)量不同，因此本文分析了兩款相機(jī)不同的的參數(shù)范圍，如表3-2所示。由兩個(gè)相機(jī)的參數(shù)范圍可以看出，相機(jī)分辨率都是640x480，速度都是30幀每秒，但是圖片效果不同，可以認(rèn)為是兩個(gè)相機(jī)亮度、飽和度、對(duì)比度和清晰度范

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用綜述[J]. 秦漢.  赤峰學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2017(23)



本文編號(hào)：3476985