人机协作中的运动生成与任务识别
发布时间：2021-02-03 07:02
机器人与人类进行近距离协同作业能够充分地发挥各自的优势,显著提升生产效率和工作舒适度。人机协作中人或机器人的运动生成与任务识别是实现人机自然物理交互的重点和难点。目前人机协作的推广应用依旧面临巨大的挑战,主要在于非结构化环境存在大量的不确定性,传统面向固定环境的机器人编程方法无法适应;并且传统机器人控制算法只能对简单的操作任务进行建模,缺乏复杂环境中不同任务的运动生成与识别的能力。为了提高人机协作的协调性和鲁棒性,本文主要研究在人机协作过程中的运动生成与任务识别两方面问题,一方面,以人为中心的前提下机器人如何快速准确地识别人类意图进而判断可能的交互位置,生成相互配合的运动完成前期的人机交互。另一方面,在交互完成之后机器人自身如何对复杂任务进行建模,从而完成后期的操作任务。针对上述人机协作中存在的挑战,本文采用模仿学习的方式实现机器人的快速编程,所谓模仿即是参考人类在生活中快速学习各种技能的过程,随后将该学习机制应用于机器人系统中使其能快速学习相关的运动技能,且保留与人类运动相似的运动特性。此外,人类对复杂任务的处理往往会将其分解成多步和简单的子任务或运动基元,以此为指导,机器人的复杂任...
【文章来源】：广东工业大学广东省
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
传统的工业机器人Fig.1-1Traditionalindustrialrobots
充分发挥各自的长处，自然轻松的完成任务已不再是梦想。图 1-2 展示了人与机器人进行协同工作完成任务的场景。图1-2 人与机器人正在协同作业Fig. 1-2 Human and robot are working together随着各行业人机交互需求的加大，市场上已有多款协作型机器人[5]被发布。图 1-3列举了国际上协作机器人分别是：Barrett 的WAM 机械臂、UniversalRobot的 UR 机械臂、ABB的YuMi机器人、KUKA的iiwa机械臂、Rethink的Sawyer和Baxter机器人、FANUC 的 CR-35iA机械臂。本节将对以上协作性机器人做简单介绍。WAM 机械臂诞生于美国麻省理工学院的 Barrett 科技公司，该项目获得了美国政府的大力支持。凭着优越的软硬件实力，WAM 机械臂曾在 2015 年获得了亚马逊机器人挑战赛冠军。WAM 是一台集成了触觉传感器的高度灵活机械臂，采用了直接驱动技术和先进的信号线差分技术，有效地提高了各关节的稳定性，即使在狭小的工作空间依然能够活动自如。图1-3 常见的国外协作机器人Fig. 1-3 Typical collaborative robots abroadUniversal Robot 成立于 2005年，其设计理念是研发一款易于安装使用的轻型机器
技术和先进的信号线差分技术，有效地提高了各关节的稳定性，即使在狭小的工作空间依然能够活动自如。图1-3 常见的国外协作机器人Fig. 1-3 Typical collaborative robots abroadUniversal Robot 成立于 2005年，其设计理念是研发一款易于安装使用的轻型机器
【参考文献】：
期刊论文
[1]协作机器人的研究现状与与技术发展分析[J]. 刘洋,孙恺. 北方工业大学学报. 2017(02)
[2]2016慕尼黑机器人展协作机器人调研报告[J]. 翁馨,邹瑛. 机器人技术与应用. 2016(04)
[3]基于概率轨迹匹配的机器人模仿学习方法[J]. 刘涛,于建均,阮晓钢. 计算机测量与控制. 2015(11)
[4]全球机器人市场统计数据分析[J]. 梁文莉. 机器人技术与应用. 2015(01)
[5]工业机器人技术的发展与应用综述[J]. 计时鸣,黄希欢. 机电工程. 2015(01)
[6]协作机器人学的研究现状与发展[J]. 王越超,谈大龙. 机器人. 1998(01)
硕士论文
[1]基于轨迹匹配的模仿学习在类人机器人运动行为中的研究[D]. 门玉森.北京工业大学 2016
本文编号：3016098
【文章来源】：广东工业大学广东省
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
传统的工业机器人Fig.1-1Traditionalindustrialrobots
充分发挥各自的长处，自然轻松的完成任务已不再是梦想。图 1-2 展示了人与机器人进行协同工作完成任务的场景。图1-2 人与机器人正在协同作业Fig. 1-2 Human and robot are working together随着各行业人机交互需求的加大，市场上已有多款协作型机器人[5]被发布。图 1-3列举了国际上协作机器人分别是：Barrett 的WAM 机械臂、UniversalRobot的 UR 机械臂、ABB的YuMi机器人、KUKA的iiwa机械臂、Rethink的Sawyer和Baxter机器人、FANUC 的 CR-35iA机械臂。本节将对以上协作性机器人做简单介绍。WAM 机械臂诞生于美国麻省理工学院的 Barrett 科技公司，该项目获得了美国政府的大力支持。凭着优越的软硬件实力，WAM 机械臂曾在 2015 年获得了亚马逊机器人挑战赛冠军。WAM 是一台集成了触觉传感器的高度灵活机械臂，采用了直接驱动技术和先进的信号线差分技术，有效地提高了各关节的稳定性，即使在狭小的工作空间依然能够活动自如。图1-3 常见的国外协作机器人Fig. 1-3 Typical collaborative robots abroadUniversal Robot 成立于 2005年，其设计理念是研发一款易于安装使用的轻型机器
技术和先进的信号线差分技术，有效地提高了各关节的稳定性，即使在狭小的工作空间依然能够活动自如。图1-3 常见的国外协作机器人Fig. 1-3 Typical collaborative robots abroadUniversal Robot 成立于 2005年，其设计理念是研发一款易于安装使用的轻型机器
【参考文献】：
期刊论文
[1]协作机器人的研究现状与与技术发展分析[J]. 刘洋,孙恺. 北方工业大学学报. 2017(02)
[2]2016慕尼黑机器人展协作机器人调研报告[J]. 翁馨,邹瑛. 机器人技术与应用. 2016(04)
[3]基于概率轨迹匹配的机器人模仿学习方法[J]. 刘涛,于建均,阮晓钢. 计算机测量与控制. 2015(11)
[4]全球机器人市场统计数据分析[J]. 梁文莉. 机器人技术与应用. 2015(01)
[5]工业机器人技术的发展与应用综述[J]. 计时鸣,黄希欢. 机电工程. 2015(01)
[6]协作机器人学的研究现状与发展[J]. 王越超,谈大龙. 机器人. 1998(01)
硕士论文
[1]基于轨迹匹配的模仿学习在类人机器人运动行为中的研究[D]. 门玉森.北京工业大学 2016
本文编号：3016098
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