在工業(yè)自動化生產(chǎn)線中,完成搬運(yùn)、裝配等作業(yè)的示教型工業(yè)機(jī)器人都需要具有抓取物體的功能。但是,這種示教型操作機(jī)器人不能適應(yīng)多品種、小批量的現(xiàn)代生產(chǎn)模式,需要開發(fā)具有感知、決策、控制功能的自主操作機(jī)器人,以實(shí)現(xiàn)自主抓取功能。本文以通用的機(jī)器人操作系統(tǒng)(ROS)作為開發(fā)環(huán)境,研究自主操作機(jī)器人的視覺感知、路徑規(guī)劃以及運(yùn)動控制的實(shí)現(xiàn)方法;針對抓取不同對象的多種特征,研究基于深度強(qiáng)化學(xué)習(xí)的自主操作機(jī)器人抓取策略。本文主要研究工作及成果如下。1.基于ROS的自主操作機(jī)器人建模與控制系統(tǒng)設(shè)計。以6自由度操作機(jī)器人和工業(yè)CCD相機(jī)為基礎(chǔ),建立ROS中用于機(jī)器人建模格式的URDF模型,其中包括:運(yùn)動學(xué)模型、可視化模型、動力學(xué)模型和碰撞模型。采用TF軟件庫在ROS中實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的父關(guān)節(jié)與子關(guān)節(jié)之間的坐標(biāo)變換,并根據(jù)這些信息構(gòu)造出機(jī)器人的完整運(yùn)動學(xué)樹狀結(jié)構(gòu)。搭建圖像處理、運(yùn)動規(guī)劃、伺服驅(qū)動等功能模塊的邏輯設(shè)計和系統(tǒng)級聯(lián):通過節(jié)點(diǎn)(node)建立ROS與機(jī)器人、相機(jī)之間的通信,獲取機(jī)器人狀態(tài)數(shù)據(jù)和圖像流;基于ros control軟件框架為關(guān)節(jié)伺服電機(jī)建立PID位置控制器,用以完成機(jī)器人的規(guī)劃路徑,并且能按照期...

【文章頁數(shù)】：65 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖1-1應(yīng)用場景（左圖：搬運(yùn)，右圖：裝配）

1緒論11緒論1.1研究背景及意義隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展，各式各樣的機(jī)器人出現(xiàn)在很多行業(yè)，在日常工作、生活中帶給人類便捷之時，也在現(xiàn)代化工廠中發(fā)揮作用。例如，利用工業(yè)機(jī)器人實(shí)現(xiàn)焊接、沖壓、噴涂、搬運(yùn)、裝配等操作，應(yīng)用場景如圖1-1所示。目前工廠廣泛使用的工業(yè)機(jī)器人大多是示教型的操作機(jī)....

圖1-2TurtleBot機(jī)器人Fig.1-2TurtleBotrobot

1緒論3以ROS為基礎(chǔ)可快速高效地設(shè)計達(dá)到工作要求的機(jī)器人控制系統(tǒng)。劉亞秋[25]等人針對ROS系統(tǒng)的平穩(wěn)性，利用EtherCAT通信協(xié)議建立視覺伺服仿真平臺。采用CMVision算法獲取精確的目標(biāo)坐標(biāo)，采用了平滑軌跡規(guī)劃，應(yīng)用EtherCAT通信架構(gòu)，完成機(jī)器人的迅速抓取操作。....

圖1-3軟手抓Fig.1-3Softgrip

1緒論5學(xué)習(xí)訓(xùn)練還能夠進(jìn)行導(dǎo)航實(shí)驗(yàn)對實(shí)體機(jī)器人。ChanghyunChoi[40]等人設(shè)計了一款軟抓手（如圖1-3），在實(shí)現(xiàn)抓取時利用軟抓手的特點(diǎn)改進(jìn)三維深度卷積網(wǎng)絡(luò)，該方法通過從點(diǎn)云數(shù)據(jù)中學(xué)習(xí)有效特征，為之前看不到的物體找到一個好的抓取點(diǎn)。圖1-3軟手抓Fig.1-3Softg....

圖2-1機(jī)器人動態(tài)仿真模型

西安理工大學(xué)碩士學(xué)位論文8圖2-1機(jī)器人動態(tài)仿真模型Fig.2-1Robotdynamicsimulationmodel其中動力學(xué)模型包括有具體的慣量特性描寫，它們一起組成一個物理模型的必要的信息。動力學(xué)模型屬于機(jī)器人模型描述中最為要緊的模塊之一，它僅僅通過依靠動力學(xué)模型包括的特....

本文編號：3910960