機械人手眼協調 機械臂自主抓取物體

2021-08-02 10:15:20 字數 1001 閱讀 7435

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kinectv2作為視覺輸入,獲取目標物體以及機械臂各關節在三維空間中的位置,結合幾何運動學和資料訓練方法實現機械臂自主抓取目標物體。

kinect、六個舵機的五自由度平行四邊形機械臂

(安裝在pioneer3移動機械人上)

機械臂

實驗使用的機械臂是具有六個舵機的五自由度平行四邊形機械臂。如上圖所示,s1~s3處舵機分別負責肩部、大臂、小臂的轉動,s4~s5負責腕部的兩個自由度轉動,s6負責抓取。每個舵機的轉動範圍是500-2500,換算成角度大約是0-180度。

上圖是機械臂的結構圖,其中舵機s1負責 θ1

,s2負責 θ2

′ ,s3負責 θ2

′′ ,s4負責 θ5

,s5負責 θ6

。實驗只使用機械臂的4個自由度,即始終令 θ5

=0° ,且令手爪的姿態始終垂直向下。

標定機械臂各關節,從kinectv2獲取影象,經過處理得到關節點在空間中的座標,通過幾何運動學解算出此時各關節角的角度;

從kinectv2獲取影象,經過處理得到目標物體位置,通過幾何運動學解算出機械臂要抓到物體所要的角度(目標角度);

計算目標角度與當前角度的誤差,使用反饋控制減少誤差;

迴圈1~4步,當誤差足夠小時即可命令機械臂抓起物體。

以上4步是演算法的大致步驟。(除此之外,反饋控制使用的是自己設計的控制器,同時結合了資料訓練方法模擬人類抓取物體的方式)

機械臂自主抓取物體

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移動機械人尋跡

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