眼在手外低成本機械臂智能目標抓取研究
發(fā)布時間：2021-11-05 03:31
如何使機器人高效、高性價比地服務于工業(yè)一直是國內(nèi)外學者研究的熱點。高端機械臂精度高、速度快、穩(wěn)定性好但是成本昂貴,中端和低端的機械臂價格便宜但是精度、速度和穩(wěn)定性都不能很好得滿足需求。本課題圍繞低成本的機械臂抓取系統(tǒng)進行研究,采用深度學習技術(shù)和強化學習技術(shù),實現(xiàn)機械臂更加快速、準確和智能的抓取。本文以低成本機械臂抓取系統(tǒng)為課題,圍繞機械臂抓取的位姿估計模塊、控制器算法模塊和目標檢測模塊的三大模塊進行研究。本文在前人的基礎(chǔ)上進行拓展,首先設(shè)計了系統(tǒng)的整體框架和流程,然后設(shè)計了系統(tǒng)的核心方案。本文以提高機械臂抓取速度、精度和智能程度為核心,針對以上三個模塊進行了四個方面的設(shè)計。針對位姿估計模塊,端到端的機械臂訓練需要大型的數(shù)據(jù)集,本文采取了虛擬數(shù)據(jù)集和域適應的方法,降低了人工標注成本。根據(jù)位姿估計時相機相對于機械臂的位姿變化與否,本文設(shè)計了一種基于半自主標定的位姿估計方法,減少位姿估計參數(shù)的維度,在位姿估計精度略有提升的情況下,大大加快了系統(tǒng)的抓取速度。針對控制器算法模塊,強化學習與傳統(tǒng)控制各有特點。對于機械臂的控制,本文分析和比較了兩種控制器算法。針對強化學習在進行機械臂控制時,隨著步數(shù)...
【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學黑龍江省 211工程院校 985工程院校
【文章頁數(shù)】：94 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
系統(tǒng)的硬件平臺本文選用OWI-535機械臂
哈爾濱工業(yè)大學工學碩士學位論文16表3-1機械臂關(guān)節(jié)角度范圍表（°）數(shù)據(jù)類別基座肩肘腕測試數(shù)據(jù)-130°-130°-90°-90°-60°-90°-130°-75°數(shù)據(jù)集要求-130°-130°-90°-60°-60°-90°-130°-70°(a)機械臂組裝前(b)機械臂組裝后圖3-2機械臂組裝前后示意圖(a)BisonCamNBPro拍攝的機械臂(b)LogitechC920拍攝的機械臂圖3-3不同相機拍攝的機械臂示意圖本系統(tǒng)支持筆記本電腦攝像頭，筆記本自帶攝像頭為BisonCamNBPro，但是拍攝的圖片質(zhì)量與LogitechC920相機相比會有所差別，圖3-3所示為BisonCamNBPro和LogitechC920拍攝圖片對比，可以看出LogitechC920相機的成像效果更好，筆記本自帶攝像頭拍攝的圖片較為模糊，機械臂有些發(fā)虛。LogitechC920拍攝的照片相對更加清晰，真實。針對這兩張圖片，本文認為是相機參數(shù)范圍差異導致的圖片成像質(zhì)量不同，因此本文分析了兩款相機不同的的參數(shù)范圍，如表3-2所示。由兩個相機的參數(shù)范圍可以看出，相機分辨率都是640x480，速度都是30幀每秒，但是圖片效果不同，可以認為是兩個相機亮度、飽和度、對比度和清晰度范
哈爾濱工業(yè)大學工學碩士學位論文16表3-1機械臂關(guān)節(jié)角度范圍表（°）數(shù)據(jù)類別基座肩肘腕測試數(shù)據(jù)-130°-130°-90°-90°-60°-90°-130°-75°數(shù)據(jù)集要求-130°-130°-90°-60°-60°-90°-130°-70°(a)機械臂組裝前(b)機械臂組裝后圖3-2機械臂組裝前后示意圖(a)BisonCamNBPro拍攝的機械臂(b)LogitechC920拍攝的機械臂圖3-3不同相機拍攝的機械臂示意圖本系統(tǒng)支持筆記本電腦攝像頭，筆記本自帶攝像頭為BisonCamNBPro，但是拍攝的圖片質(zhì)量與LogitechC920相機相比會有所差別，圖3-3所示為BisonCamNBPro和LogitechC920拍攝圖片對比，可以看出LogitechC920相機的成像效果更好，筆記本自帶攝像頭拍攝的圖片較為模糊，機械臂有些發(fā)虛。LogitechC920拍攝的照片相對更加清晰，真實。針對這兩張圖片，本文認為是相機參數(shù)范圍差異導致的圖片成像質(zhì)量不同，因此本文分析了兩款相機不同的的參數(shù)范圍，如表3-2所示。由兩個相機的參數(shù)范圍可以看出，相機分辨率都是640x480，速度都是30幀每秒，但是圖片效果不同，可以認為是兩個相機亮度、飽和度、對比度和清晰度范
【參考文獻】：
期刊論文
[1]機器人技術(shù)的發(fā)展與應用綜述[J]. 秦漢. 赤峰學院學報(自然科學版). 2017(23)
本文編號：3476985
【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學黑龍江省 211工程院校 985工程院校
【文章頁數(shù)】：94 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
系統(tǒng)的硬件平臺本文選用OWI-535機械臂
哈爾濱工業(yè)大學工學碩士學位論文16表3-1機械臂關(guān)節(jié)角度范圍表（°）數(shù)據(jù)類別基座肩肘腕測試數(shù)據(jù)-130°-130°-90°-90°-60°-90°-130°-75°數(shù)據(jù)集要求-130°-130°-90°-60°-60°-90°-130°-70°(a)機械臂組裝前(b)機械臂組裝后圖3-2機械臂組裝前后示意圖(a)BisonCamNBPro拍攝的機械臂(b)LogitechC920拍攝的機械臂圖3-3不同相機拍攝的機械臂示意圖本系統(tǒng)支持筆記本電腦攝像頭，筆記本自帶攝像頭為BisonCamNBPro，但是拍攝的圖片質(zhì)量與LogitechC920相機相比會有所差別，圖3-3所示為BisonCamNBPro和LogitechC920拍攝圖片對比，可以看出LogitechC920相機的成像效果更好，筆記本自帶攝像頭拍攝的圖片較為模糊，機械臂有些發(fā)虛。LogitechC920拍攝的照片相對更加清晰，真實。針對這兩張圖片，本文認為是相機參數(shù)范圍差異導致的圖片成像質(zhì)量不同，因此本文分析了兩款相機不同的的參數(shù)范圍，如表3-2所示。由兩個相機的參數(shù)范圍可以看出，相機分辨率都是640x480，速度都是30幀每秒，但是圖片效果不同，可以認為是兩個相機亮度、飽和度、對比度和清晰度范
哈爾濱工業(yè)大學工學碩士學位論文16表3-1機械臂關(guān)節(jié)角度范圍表（°）數(shù)據(jù)類別基座肩肘腕測試數(shù)據(jù)-130°-130°-90°-90°-60°-90°-130°-75°數(shù)據(jù)集要求-130°-130°-90°-60°-60°-90°-130°-70°(a)機械臂組裝前(b)機械臂組裝后圖3-2機械臂組裝前后示意圖(a)BisonCamNBPro拍攝的機械臂(b)LogitechC920拍攝的機械臂圖3-3不同相機拍攝的機械臂示意圖本系統(tǒng)支持筆記本電腦攝像頭，筆記本自帶攝像頭為BisonCamNBPro，但是拍攝的圖片質(zhì)量與LogitechC920相機相比會有所差別，圖3-3所示為BisonCamNBPro和LogitechC920拍攝圖片對比，可以看出LogitechC920相機的成像效果更好，筆記本自帶攝像頭拍攝的圖片較為模糊，機械臂有些發(fā)虛。LogitechC920拍攝的照片相對更加清晰，真實。針對這兩張圖片，本文認為是相機參數(shù)范圍差異導致的圖片成像質(zhì)量不同，因此本文分析了兩款相機不同的的參數(shù)范圍，如表3-2所示。由兩個相機的參數(shù)范圍可以看出，相機分辨率都是640x480，速度都是30幀每秒，但是圖片效果不同，可以認為是兩個相機亮度、飽和度、對比度和清晰度范
【參考文獻】：
期刊論文
[1]機器人技術(shù)的發(fā)展與應用綜述[J]. 秦漢. 赤峰學院學報(自然科學版). 2017(23)
本文編號：3476985
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