發(fā)布時間：2023-03-26 19:32

　　機器人抓取技術(shù)作為機器人的一項重要能力,由于工作任務(wù)的升級以及場景的動態(tài)變化對其從感知到認知、推理、決策的智能化進階提出了要求,這使得實現(xiàn)機器人自主抓取服務(wù)的深層研究成為近年來研究的重點。對于從模擬環(huán)境逐漸過渡到真實非結(jié)構(gòu)化環(huán)境中的抓取物體過程,主要是環(huán)境感知、機器人認知和抓取規(guī)劃等問題阻礙了機器人抓取應(yīng)用的發(fā)展�，F(xiàn)階段,基于視覺信息的定位來引導機器人完成目標抓取已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用,但大多都是面向獨立或單類物體進行抓取操作,而對于存在未知堆疊物體場景的抓取方法尚未得到很好的解決,這極大地限制了機器人在真實世界的應(yīng)用。本文從環(huán)境感知角度出發(fā)解決未知物體的識別和定位問題,增添了場景結(jié)構(gòu)上的理解對堆疊物體的空間關(guān)系進行推理,為機器人抓取提供抓取順序上的策略,以避免不必要的跌落破壞等影響,實現(xiàn)在真實世界中安全穩(wěn)定地完成自主抓取操作。首先,對單視角采集到的信息,利用深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)圖像分割技術(shù)與點云幾何分割算法融合的方法來提高物體邊緣分割的精準度,將分割精確度提高20%左右,從而實現(xiàn)對未知物體準確的語義識別和定位;然后利用機器人正運動學獲取相機的變換矩陣進行多視角下的地圖拼接,并對于機器人運動產(chǎn)生...

【文章頁數(shù)】：72 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題背景及研究意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 機器人抓取方法研究現(xiàn)狀
        1.2.2 三維場景重建的研究現(xiàn)狀
        1.2.3 空間支持關(guān)系的研究現(xiàn)狀
        1.2.4 文獻綜述分析
    1.3 本課題主要研究內(nèi)容
第2章 基于視覺的未知堆疊物體三維重建研究
    2.1 引言
    2.2 未知物體識別與圖像分割算法研究
        2.2.1 實例分割算法的基本原理
        2.2.2 點云幾何分割算法原理
        2.2.3 融合分割算法設(shè)計
    2.3 三維重建過程相機位姿優(yōu)化方法研究
        2.3.1 圖像關(guān)鍵點特征提取方法研究
        2.3.2 多視角圖像間特征匹配方法設(shè)計
        2.3.3 基于堆疊物體的多視角地圖拼接算法
    2.4 未知物體的三維語義分割地圖建立仿真實驗
    2.5 本章小結(jié)
第3章 基于支持關(guān)系推理的堆疊物體抓取方法研究
    3.1 引言
    3.2 堆疊物體支持關(guān)系推理算法設(shè)計
        3.2.1 堆疊物體間關(guān)系點提取算法
        3.2.2 物體受支持穩(wěn)定性推理研究
        3.2.3 關(guān)系支持樹建立
        3.2.4 支持關(guān)系推理算法仿真實驗驗證
    3.3 基于支持關(guān)系的抓取位姿檢測算法
        3.3.1 抓取位姿候選集合的初步篩選
        3.3.2 CNN網(wǎng)絡(luò)設(shè)計應(yīng)用
        3.3.3 抓取算法仿真實驗驗證
    3.4 本章小結(jié)
第4章 基于三維重建及支持關(guān)系推理的未知堆疊物體抓取方法實驗研究
    4.1 引言
    4.2 實驗平臺搭建
        4.2.1 基于detectron框架預(yù)訓練設(shè)計
        4.2.2 基于ROS的機器人仿真平臺搭建
    4.3 實驗驗證與分析
        4.3.1 同類堆疊物體抓取實驗研究
        4.3.2 多類堆疊物體抓取實驗研究
    4.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
致謝



本文編號：3771578