基于雙目視覺的護理機器人抱取功能的實現(xiàn).pdf

1、隨著老齡化社會的到來,為了更好的照顧老年人、病人和行動不方便者而研制出的護理機器人是機器人領(lǐng)域理論研究和工程實驗的重點。護理機器人是一個集環(huán)境和目標獲取、行為決策、控制和執(zhí)行為一體的綜合系統(tǒng)。
　　 本文以英集斯公司和南京理工大學(xué)共同研制的MT-Bear機器人實驗平臺為對象,研究了雙臂機器人運動學(xué)及軌跡規(guī)劃、動力學(xué)及控制,以及基于雙目視覺的圖像處理、目標識別和目標測距等關(guān)鍵技術(shù)。初步實現(xiàn)了護理、救護作業(yè)的典型且基本動作,能平穩(wěn)柔

2、順地抱取物體。本文主要工作包括以下幾點:
　　 (1)對MT-Bear機器人的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進行了分析,包括其仿人雙臂、雙目視覺、履帶式行走結(jié)構(gòu)等。利用D-H法對MT-Bear機器人雙臂進行運動學(xué)建模,研究了三自由度機械臂的運動學(xué)正逆解。為了使機械臂運行更加平穩(wěn)、路徑更加柔化,設(shè)計了正弦型加速度路徑對機械臂進行軌跡規(guī)劃,仿真結(jié)果表明正弦路徑有著更好的特性;
　　 (2)利用Lagrange法對MT-Bear機械臂進行動力學(xué)建模

3、,研究了PD控制、PD帶重力補償控制和傳統(tǒng)變結(jié)構(gòu)控制、帶邊界層變結(jié)構(gòu)控制并使用上述方法對機械臂控制,仿真結(jié)果表明控制算法能夠使機械臂完成定點控制和軌跡規(guī)劃,且控制力矩符合預(yù)期要求;
　　 (3)在MT-Bear機器人平臺上,對其雙目攝像機進行了標定,完成了圖像預(yù)處理、形態(tài)學(xué)處理;對基于單目和雙目視覺的目標定位進行了研究,提出了MT-Bear機器人適用的目標識別方法,完成目標的測距工作,為MT-Bear機器人抱取目標物體打下基礎(chǔ):