隨著人口老齡化日益加劇,護理機器人成為研究熱點之一。護理機器人應具有與環(huán)境進行復雜交互的功能,需要視覺傳感器獲取外界環(huán)境信息,再通過機械臂與外界物體產(chǎn)生交互,如識別物體并將其搬運至目標位置。因此,研究基于視覺的護理機器人機械臂控制具有重要理論意義與應用價值。本文以護理機器人SEED的ASUS Xtion2深度攝像機和機械臂組成的硬件系統(tǒng)為研究對象,在開源Robot Operating System(ROS)系統(tǒng)中建立了軟件構(gòu)架�；贒enavitHartenberg(D-H)坐標系構(gòu)建了機器人手臂正運動學模型,在MATLAB中編寫了機械臂的逆運動學解算程序,使用數(shù)值解法分析了機械臂逆運動學問題。在視覺反饋部分,采用標定靶方法標定攝像機內(nèi)部參數(shù)和機械臂系統(tǒng)的手眼關系外參。針對護理機器人實際工作時由于目標物體與環(huán)境對比不明顯而產(chǎn)生的特征提取不理想問題,采用AR Tags附著于目標物體的方法得到了較好效果。針對深度信息抖動問題,采用瞬時觸發(fā)方法采集深度圖像,進而得到可用實時深度信息。為了驗證本文算法的可行性,在RVIZ平臺中實現(xiàn)機器人Unified Robot Description For...

【文章頁數(shù)】：59 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題研究背景及意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 視覺系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀
        1.2.2 機械臂路徑規(guī)劃研究現(xiàn)狀
    1.3 課題研究內(nèi)容
        1.3.1 課題重點
        1.3.2 課題所做工作
第2章 視覺機械臂系統(tǒng)
    2.1 視覺機械臂硬件系統(tǒng)
    2.2 視覺機械臂軟件系統(tǒng)搭建
    2.3 本章小結(jié)
第3章 護理機器人機械臂運動學分析
    3.1 機械臂正運動學分析
        3.1.1 D-H模型搭建
        3.1.2 機械臂正運動學求解
        3.1.3 機械臂工作空間分析
    3.2 機械臂逆運動學分析
    3.3 本章小結(jié)
第4章 視覺系統(tǒng)分析
    4.1 攝像機標定
        4.1.1 攝像機參數(shù)標定
        4.1.2 機械臂視覺系統(tǒng)手眼標定
    4.2 機械臂視覺系統(tǒng)定位方案研究
        4.2.1 視覺系統(tǒng)攝取圖像的特征提取
        4.2.2 使用AR Tags的定位策略
    4.3 本章小結(jié)
第5章 機械臂運動規(guī)劃
    5.1 仿真平臺的構(gòu)建
        5.1.1 RVIZ機器人仿真
        5.1.2 機器人URDF模型
        5.1.3 機器人仿真配置
    5.2 機械臂碰撞檢測
        5.2.1 雙臂系統(tǒng)的基于包圍盒的碰撞檢測
    5.3 基于改進人工勢場法的機械臂路徑規(guī)劃
        5.3.1 人工勢場法基本原理
        5.3.2 改進人工勢場法
    5.4 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 未來展望
參考文獻
在學研究成果
致謝



本文編號：3838534