自主操作机器人的运动规划控制与抓取策略研究

发布时间：2024-02-25 22:48

　　在工业自动化生产线中,完成搬运、装配等作业的示教型工业机器人都需要具有抓取物体的功能。但是,这种示教型操作机器人不能适应多品种、小批量的现代生产模式,需要开发具有感知、决策、控制功能的自主操作机器人,以实现自主抓取功能。本文以通用的机器人操作系统(ROS)作为开发环境,研究自主操作机器人的视觉感知、路径规划以及运动控制的实现方法;针对抓取不同对象的多种特征,研究基于深度强化学习的自主操作机器人抓取策略。本文主要研究工作及成果如下。1.基于ROS的自主操作机器人建模与控制系统设计。以6自由度操作机器人和工业CCD相机为基础,建立ROS中用于机器人建模格式的URDF模型,其中包括:运动学模型、可视化模型、动力学模型和碰撞模型。采用TF软件库在ROS中实现机器人的父关节与子关节之间的坐标变换,并根据这些信息构造出机器人的完整运动学树状结构。搭建图像处理、运动规划、伺服驱动等功能模块的逻辑设计和系统级联:通过节点(node)建立ROS与机器人、相机之间的通信,获取机器人状态数据和图像流;基于ros control软件框架为关节伺服电机建立PID位置控制器,用以完成机器人的规划路径,并且能按照期...

【文章页数】：65 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1-1应用场景（左图：搬运，右图：装配）

1绪论11绪论1.1研究背景及意义随着现代科技的发展，各式各样的机器人出现在很多行业，在日常工作、生活中带给人类便捷之时，也在现代化工厂中发挥作用。例如，利用工业机器人实现焊接、冲压、喷涂、搬运、装配等操作，应用场景如图1-1所示。目前工厂广泛使用的工业机器人大多是示教型的操作机....

图1-2TurtleBot机器人Fig.1-2TurtleBotrobot

1绪论3以ROS为基础可快速高效地设计达到工作要求的机器人控制系统。刘亚秋[25]等人针对ROS系统的平稳性，利用EtherCAT通信协议建立视觉伺服仿真平台。采用CMVision算法获取精确的目标坐标，采用了平滑轨迹规划，应用EtherCAT通信架构，完成机器人的迅速抓取操作。....

图1-3软手抓Fig.1-3Softgrip

1绪论5学习训练还能够进行导航实验对实体机器人。ChanghyunChoi[40]等人设计了一款软抓手（如图1-3），在实现抓取时利用软抓手的特点改进三维深度卷积网络，该方法通过从点云数据中学习有效特征，为之前看不到的物体找到一个好的抓取点。图1-3软手抓Fig.1-3Softg....

图2-1机器人动态仿真模型

西安理工大学硕士学位论文8图2-1机器人动态仿真模型Fig.2-1Robotdynamicsimulationmodel其中动力学模型包括有具体的惯量特性描写，它们一起组成一个物理模型的必要的信息。动力学模型属于机器人模型描述中最为要紧的模块之一，它仅仅通过依靠动力学模型包括的特....

本文编号：3910960