本文關(guān)鍵詞：搭載機(jī)械手的智能輪式小車目標(biāo)識(shí)別及抓取控制研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：研究具有目標(biāo)識(shí)別并能進(jìn)行精準(zhǔn)抓取的搭載機(jī)械手的智能輪式小車,在當(dāng)今信息化、自動(dòng)化的世界中,其意義深遠(yuǎn),實(shí)用性強(qiáng)。本文主要通過搭載在機(jī)械手臂上的攝像頭進(jìn)行采集圖像,并對(duì)圖像進(jìn)行處理以及目標(biāo)識(shí)別,從而控制機(jī)械手進(jìn)行目標(biāo)的抓取。近年來智能控制發(fā)展迅速,已廣泛地應(yīng)用于自動(dòng)化,電子,醫(yī)療等各行各業(yè)。在應(yīng)用方面,具有視覺機(jī)能的搭載機(jī)械手的智能小車不僅可以在危險(xiǎn)地區(qū)進(jìn)行探查、搜救,而且可以應(yīng)用于醫(yī)療行業(yè),照顧老年人和行動(dòng)不便的人等。理論上就機(jī)器人的智能而言大多是指兩個(gè)方面：一是通過各種傳感器自動(dòng)感知周圍環(huán)境,二是在了解周圍環(huán)境的基礎(chǔ)上,自動(dòng)采取下一步行動(dòng)。本課題設(shè)計(jì)的搭載機(jī)械手的智能小車系統(tǒng)就是利用模式識(shí)別的結(jié)果,實(shí)現(xiàn)機(jī)械手與車體協(xié)調(diào)配合,完成抓取任務(wù)。理論上進(jìn)行研究和創(chuàng)新,將圖像處理和模式識(shí)別二者相互配合,共同完成從識(shí)別到抓取目標(biāo)的一系列任務(wù)。本課題,在可以循跡、紅外避障、語音播報(bào)、智能升降以及紅外遙控的智能輪式小車上,搭載了筆記本、攝像頭以及五自由度機(jī)械手。以筆記本作為目標(biāo)識(shí)別的主要平臺(tái),對(duì)攝像頭采集到的圖像通過OpenCV庫(kù)函數(shù)進(jìn)行圖像預(yù)處理。采用“十二線段識(shí)別法”進(jìn)行特征值提取。將得到的特征5*5矩陣輸入ART神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)算法,進(jìn)行目標(biāo)識(shí)別,判斷其是否為所抓取目標(biāo)。機(jī)械手以單片機(jī)為控制單元,它的運(yùn)動(dòng)軌跡是通過在以D-H模型上應(yīng)用正逆運(yùn)動(dòng)學(xué)分析以及雅克比矩陣獲得的。機(jī)械手臂擁有五個(gè)自由度,每個(gè)自由度由獨(dú)立電機(jī)控制以此達(dá)到抓、放、舉等動(dòng)作,控制單元接收目標(biāo)參數(shù),進(jìn)行精準(zhǔn)的目標(biāo)抓取。通過實(shí)驗(yàn),達(dá)到預(yù)期——智能輪式小車在行駛途中可以識(shí)別字母物體并進(jìn)行抓取。
【關(guān)鍵詞】：智能輪式小車 機(jī)械手 OpenCV 目標(biāo)識(shí)別 目標(biāo)抓取
【學(xué)位授予單位】：天津科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TP23
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 1 前言8-14
• 1.1 課題背景與研究意義8-9
• 1.2 國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀與研究趨勢(shì)9-11
• 1.2.1 國(guó)外現(xiàn)況9-10
• 1.2.2 國(guó)內(nèi)現(xiàn)況10-11
• 1.2.3 發(fā)展趨勢(shì)11
• 1.3 研究目的與內(nèi)容11-14
• 1.3.1 研究目的11-12
• 1.3.2 內(nèi)容安排12-14
• 2 輪式智能小車構(gòu)造14-37
• 2.1 輪式小車功能概述14-15
• 2.2 輪式小車硬件設(shè)計(jì)15-29
• 2.2.1 小車供電方案15-17
• 2.2.2 小車控制中心17-20
• 2.2.3 電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊設(shè)計(jì)20-23
• 2.2.4 硬件組裝23-29
• 2.3 小車模塊控制策略29-37
• 2.3.1 模糊控制循跡29-32
• 2.3.2 紅外避障32-33
• 2.3.3 紅外遠(yuǎn)程控制33-34
• 2.3.4 機(jī)械手臂動(dòng)作模塊34-37
• 3 圖像處理與識(shí)別37-60
• 3.1 數(shù)字圖像定義37-40
• 3.1.1 圖像定義37-38
• 3.1.2 圖像處理38
• 3.1.3 數(shù)字圖像處理特點(diǎn)38-40
• 3.2 計(jì)算機(jī)視覺40-42
• 3.3 OpenCV42-43
• 3.4 模式識(shí)別43-46
• 3.4.1 模式識(shí)別概念43-44
• 3.4.2 模式識(shí)別系統(tǒng)的組成44-45
• 3.4.3 數(shù)字圖像模式識(shí)別的基本過程45-46
• 3.5 實(shí)驗(yàn)過程與結(jié)果46-60
• 3.5.1 圖像處理階段46-54
• 3.5.2 目標(biāo)識(shí)別階段54-60
• 4 機(jī)械手臂抓取控制60-71
• 4.1 機(jī)械手臂的運(yùn)動(dòng)理論基礎(chǔ)60-62
• 4.2 機(jī)械手正逆運(yùn)動(dòng)學(xué)分析62-68
• 4.2.1 正運(yùn)動(dòng)學(xué)分析63-65
• 4.2.2 逆運(yùn)動(dòng)學(xué)分析65-68
• 4.3 目標(biāo)抓取策略68-71
• 5 智能小車目標(biāo)識(shí)別與抓取實(shí)驗(yàn)71-80
• 5.1 實(shí)驗(yàn)條件71
• 5.2 抓取目標(biāo)字母實(shí)物的實(shí)驗(yàn)步驟71-80
• 6 結(jié)論80-81
• 7 展望81-82
• 8 參考文獻(xiàn)82-88
• 9 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表論文情況88-89
• 10 致謝89

【相似文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：440151