装车机器人的环境感知与智能控制

发布时间：2023-02-25 21:02

　　随着近几年国内网络经济的兴起,物流行业取得前所未有的飞速发展。随之而来的是市场上的货物需要快速大量流通,在货物搬运需求急剧上升与人工装车搬货效率低下的矛盾日益严重的情况下,各种工业自动化机器开始在装车搬运过程崭露头角。针对目前研发的箱式货物装车机器人基于示教再现的半自动化装车方式适用性差的现状,对箱式货物智能装车系统的视觉方案、货厢内部环境的识别定位以及装车机器人运动的自主规划这三个方面进行了深入研究,设计了基于视觉反馈的装车机器人的闭环控制系统。首先,通过分析现阶段物流行业货物装载效率低,工人工作强度大以及目前的装车机器人智能程度低等问题。利用新型的TOF三维相机代替人眼识别的功能安装在装车机器人的末端,实现货车车厢环境信息的智能检测。对相机与装车机器人组成的手眼系统进行标定,使得三维相机中的提取坐标能转换到装车机器人的基座标系下,实现装车机器人的精准定位。其次,对三维相机实测点云数据结构的特点,针对现有点云滤波去噪效果不明显的问题,提出基于点云深度信息约束的统计滤波算法。然后利用最小二乘法对点云数据平滑处理,消除了点云数据中的混杂点。基于货厢内部的货壁点云信息特征提出切片的方法对点...

【文章页数】：95 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 课题背景及研究目的与意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 本文研究内容
第二章 智能装车系统的整体设计
    2.1 智能装车系统的整体构成
    2.2 三维相机的选型及测量原理
    2.3 装车机器人简介
    2.4 手眼标定
    2.5 本章小结
第三章 点云数据的预处理
    3.1 实测三维点云数据分析
    3.2 基于kd-tree的点云邻域搜索策略
    3.3 点云滤波处理
    3.4 点云数据的平滑处理
    3.5 算法结果分析
    3.6 本章小结
第四章 点云数据的分割与提取
    4.1 点云分割的概念及常用方法
    4.2 点云数据切片去除边缘货箱壁
    4.3 区域生长点云分割原理
    4.4 基于曲率和法线夹角约束的区域生长分割
    4.5 点云数据的包围盒提取
    4.6 点云分割提取算法验证
    4.7 本章小结
第五章 机器人运动的智能规划
    5.1 装车机器人运动学分析
    5.2 机器人路径规划
    5.3 装箱运动轨迹规划
    5.4 机器人自主控制策略
    5.5 装车机器人运动学仿真
    5.6 本章小结
第六章 货厢识别与装车系统实验分析
    6.1 系统软件开发与功能模块
    6.2 实验平台搭建
    6.3 手眼标定实验
    6.4 智能装车控制系统测试实验
    6.5 本章小结
第七章 总结与展望
    7.1 总结
    7.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间取的研究成果
致谢



本文编号：3749192