基于双目视觉的双机械臂协作控制

发布时间：2022-12-18 10:23

　　自机器人问世的半个多世纪以来,机器人技术得到了快速发展。单臂机器人局限性较大,无法满足当今的生产生活需求,双臂机器人灵活性高,负载能力强,在工业、服务业、医疗及抗灾救援等领域能发挥出重要作用,已经引起了研究人员的广泛关注。双机械臂协作控制是比较困难的,其能力的高低决定了机器人完成任务的好坏。基于此,本文将从基于双目视觉的双机械臂协作控制为切入点,以完成双机械臂协作任务为目标,研究双臂机器人的协作问题。本文的主要研究内容如下:首先,利用两台Kinova Mico~2机械臂和ZED双目深度相机搭建双机械臂协作系统的硬件平台。在ROS系统中,建立双机械臂URDF模型,获取URDF模型数据及各个关节角度信息,从而得到机器人的运动状态,并且在Rviz中进行显示及仿真。其次,基于OpenCV计算机视觉库,设计一种多目标识别及定位的方法。基于HSV色彩空间对颜色不同的目标物体进行轮廓中心提取,得到中心点的二维坐标位置,结合深度图像中该点深度信息从而得到三维坐标位置。再利用二维包围矩形得到目标物体的偏转角度。该方法实现简单并能准确有效的得到目标物体的几何特征,方法具有较好的鲁棒性。另外,通过ROS中T... 

【文章页数】：62 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 课题背景及研究意义
    1.2 国内外研究现状分析
        1.2.1 双臂机器人国外研究现状
        1.2.2 双臂机器人国内研究现状
        1.2.3 研究现状分析
    1.3 本课题研究内容
2 基于双目视觉的双机械臂系统搭建
    2.1 软件系统搭建
    2.2 视觉系统搭建
        2.2.1 视觉系统的相机
        2.2.2 视觉系统架构
    2.3 双机械臂系统搭建
        2.3.1 机械臂简介
        2.3.2 构造双机械臂系统
        2.3.3 双机械臂协作系统架构
    2.4 机械臂运动学模型
        2.4.1 机械臂正运动学模型
        2.4.2 机械臂逆运动学模型
    2.5 本章小结
3 基于双目视觉的目标位姿获取
    3.1 双目视觉成像模型及标定
        3.1.1 相机模型中的坐标系关系
        3.1.2 双目视觉成像模型
        3.1.3 ZED相机标定
    3.2 目标定位及姿态识别
        3.2.1 目标识别及定位
        3.2.2 姿态识别
    3.3 目标位置转换
    3.4 本章小结
4 双机械臂协作控制
    4.1 基于MoveIt!的双机械臂运动规划配置
        4.1.1 MoveIt!简介
        4.1.2 双机械臂URDF模型
        4.1.3 可视化平台搭建
        4.1.4 MoveIt!配置
    4.2 双机械臂联合驱动
        4.2.1 机械臂驱动模式
        4.2.2 双机械臂启动
        4.2.3 双机械臂位置控制实验
    4.3 机械臂运动规划方法实现
        4.3.1 机械臂末端位姿
        4.3.2 机械臂轨迹规划
    4.4 双机械臂协作倒水的实现
    4.5 本章小节
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]基于双目立体视觉的三维重建方法[J]. 张如如,葛广英,申哲,朱荣华,张广世,孙群.  扬州大学学报(自然科学版). 2018(03)
[2]“中国制造2025”与“工业4.0”的比较及推进路径研究[J]. 邵安菊.  上海市经济管理干部学院学报. 2017(02)
[3]机械手D-H坐标系建立分析[J]. 孙伏.  陕西理工学院学报(自然科学版). 2016(06)
[4]六自由度机械臂运动学及工作空间分析[J]. 孙野,殷凤龙,王香丽,陈忠凯,冯晓.  机床与液压. 2015(03)
[5]新松机器人产业发展及应用[J]. 徐方,邹风山,郑春晖.  机器人技术与应用. 2011(05)
[6]工业机器人研究现状及发展趋势[J]. 曹文祥,冯雪梅.  机械制造. 2011(02)
[7]基于双目视觉的双臂作业型服务机器人的研制[J]. 李瑞峰,胡雨滨,赵立军,葛连正,刘广利.  机械设计与制造. 2010(04)
[8]我国家庭服务机器人产业发展现状调研报告[J]. 徐方,张希伟,杜振军.  机器人技术与应用. 2009(02)
[9]从RGB到HSV色彩空间转换公式的修正[J]. 石美红,申亮,龙世忠,胡西民.  纺织高校基础科学学报. 2008(03)
[10]工业机器人的现状及发展趋势[J]. 马光,申桂英.  组合机床与自动化加工技术. 2002(03)

博士论文
[1]面向救援任务的双臂机器人协作运动规划与控制方法研究[D]. 王美玲.中国科学技术大学 2015
[2]基于机器视觉的服务机器人智能抓取研究[D]. 杨扬.上海交通大学 2014
[3]室内服务机器人移动定位技术研究[D]. 赵立军.哈尔滨工业大学 2009

硕士论文
[1]基于机器视觉的双臂协作技术研究[D]. 徐昊.哈尔滨工业大学 2018
[2]面向装配操作的双臂工业机器人运动学分析与轨迹优化[D]. 曹彩霞.沈阳理工大学 2018
[3]基于计算机视觉的人体运动检测与姿态识别的算法研究[D]. 胡洋.河北工业大学 2017
[4]面向仓储自动化的机器人运动规划[D]. 王鹏.浙江大学 2017



本文编号：3721882