基于ROS的手眼机器人控制软件平台设计与实现

发布时间：2025-01-14 04:41

　　EAST托卡马克的堆芯装置在运行过程中会产生大量的辐射和超强电磁场,因此不能以人工方式近距离进行维护。为了满足托卡马克装置的遥操作维护需求,需要在机器人的机械臂末端安装视觉传感器,以构建手眼机器人系统,从而使机械臂进入真空室内部完成观测任务及内壁破损石墨瓦的更换操作。因此,需要软件控制机器人机械臂的运动。同时,由于堆芯内部光线不足以及视觉传感器成像存在的畸变,导致图像精度下降,从而影响机器人位姿控制的精度。所以,视觉传感器成像和机器人机械臂位姿的精准控制是手眼机器人控制软件平台中的重要问题。本文在使用UR5机器人和Xtion Pro Live视觉传感器搭建的手眼机器人系统中,实现机器人控制软件开发和视觉传感器的标定,并在此基础上完成手眼标定。主要研究内容如下:(1)面向UR5机器人的正运动学和逆运动学分析与仿真。机器人的控制过程中,既需要使用正运动学求解机器人末端执行器的空间位姿,也需要使用逆运动学求解当前位姿下机器人各关节的角度。基于建立的UR5机器人D-H参数表,进行UR5机器人正运动学分析,获得各关节角度与末端执行器位姿关系;同时,基于正运动学的分析结果,使用解析法进行UR5机器人...

【文章页数】：84 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.1ITER装置内部结构图

玫恼?Ｔ诵衃2]。为了完成可控核聚变的最终目标，托卡马克装置将要氘氚反应。JET已在1997年实现了氘氚聚变反应实验[3]，ITER计划在2020年前后完成第一次氘氚反应实验。氘氚反应将产生大量高能中子，会对托卡马克堆芯装置内壁部件造成材料活化、机械性能降低等现象，甚至导致内壁石....

图1.2人工维护托卡马克装置堆芯内壁Figure1.2Manualmaintenanceoftheinnerwallofthetokamakreactorcore

合肥工业大学硕士学位论文2图1.2人工维护托卡马克装置堆芯内壁Figure1.2Manualmaintenanceoftheinnerwallofthetokamakreactorcore本文的目的是在实验室现有硬件设备的基础上，搭建基于机器人的手眼系统，代替人进入托卡马克堆芯对....

图1.3堆芯装置内壁石墨瓦破损情况

合肥工业大学硕士学位论文2图1.2人工维护托卡马克装置堆芯内壁Figure1.2Manualmaintenanceoftheinnerwallofthetokamakreactorcore本文的目的是在实验室现有硬件设备的基础上，搭建基于机器人的手眼系统，代替人进入托卡马克堆芯对....

图1.4基于位置的视觉伺服控制系统流程

合肥工业大学硕士学位论文4（2）视觉伺服控制系统种最重要的分类方式是按照控制系统中反馈值的不同，它可以将视觉伺服系统分为基于位置和基于图像的控制方式[10][11]。基于位置的视觉伺服控制方式，如图1.4所示，通过摄像机拍摄的图像信息来估计机器人与目标物体在空间中的相对位姿，通过....

本文编号：4026423