[發(fā)明專利]基于多傳感器的服務(wù)機器人定位和抓取方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210096743.4
• 申請日: 2012-04-05
• 公開（公告）號: CN102848388A
• 公開（公告）日: 2013-01-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉路;李昕;呂小聽;張德興
• 申請（專利權(quán)）人: 上海大學
• 主分類號: B25J9/16
• 分類號: B25J9/16;B25J19/04
• 代理公司: 上海上大專利事務(wù)所(普通合伙) 31205
• 代理人: 何文欣

1.一種基于多傳感器的服務(wù)機器人定位與抓取的方法，其特征在于具體操作步驟如下：?

??????（1）利用射頻模塊的機器人初次定位;射頻收發(fā)裝置包括天線、接收器和無源型射頻標簽，其中每張標簽中都含有環(huán)境的坐標值等信息；

??????（2）利用雙目視覺經(jīng)行機器人的精確定位，底輪運動模塊采用雙輪差動方式，并在底部安裝有兩個色標傳感器；

??????（3）利用改進的D-H的模型對機器人手臂經(jīng)行數(shù)學建模；

??????（4）機器人按照給定的路徑規(guī)劃和新的逆解算法，進行初次抓取目標；

??????（5）當初次抓取失敗后，可通過雙目視覺獲得手爪上的紅色標簽的深度信息，與目標物的深度信息進行對比，通過存在的誤差，利用PD算法，最終實現(xiàn)手爪的成功抓取。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于多傳感器的服務(wù)機器人定位與抓取方法，其特征在于：所述的步驟（1）中射頻收發(fā)裝置，包括射頻標簽和射頻感應(yīng)收發(fā)線圈，其中射頻感應(yīng)收發(fā)線圈安裝在機器人的底部，標簽按照一定的距離放置在地面，構(gòu)建網(wǎng)格化的坐標系，與雙目信息融合，通過不斷地讀取標簽數(shù)據(jù)塊中得坐標信息對行進的路線進行判斷和規(guī)劃，實現(xiàn)初次定位。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于多傳感器的服務(wù)機器人定位與抓取方法，其特征在于：所述步驟（2）的機器人的精確定位實現(xiàn)方法是：利用雙目視覺系統(tǒng)提取目標物的顏色信息進行HSV（Hue-Saturation-Value）閾值分割，得到目標物體的三維坐標；通過機器人當前標簽位置和獲取目標的三維坐標之間關(guān)系的計算，規(guī)劃出機器人的行進路線，到達要抓取的物體前。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于多傳感器的服務(wù)機器人定位與抓取方法，其特征在于：所述步驟（3）的改進的D-H模型的實質(zhì)在于前一個坐標系原點可經(jīng)過若干變化—可以平移或旋轉(zhuǎn)，與后一個坐標系原點重合，只要符合這一原理即可；若在D-H參數(shù)表基礎(chǔ)上增加Y列，可以沿著Y軸方向平移，這樣可以減少因為三角函數(shù)變換帶來的計算錯誤；盡管多增加一個矩陣相乘，但齊次變化矩陣在相乘時較為簡便。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于多傳感器的服務(wù)機器人定位與抓取方法，其特征在于：所述步驟（4）的機器臂運動學的逆解算法，求解過程包括以下步驟：

(1)首先雙目通過目標物體的顏色、形狀、紋理特征獲得目標物體的三維坐標信息；

(2)再建立視覺坐標系和機械臂坐標系的轉(zhuǎn)換，將視覺獲得的深度信息轉(zhuǎn)換為機械手爪要到達的位置信息；將變換后的視覺坐標系原點與右機械臂坐標系的原點重合，并且視覺坐標系的x,?y,?z軸方向完全和機械臂坐標系相同；

(3)利用4+1自由度的逆解算法，計算出機器人手臂各個關(guān)節(jié)的角度；

(4)最后對機器人手臂各個關(guān)節(jié)運動控制進行路徑規(guī)劃，以便在初次抓取過程不要讓其碰到桌子等。

6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于多傳感器的服務(wù)機器人定位與抓取方法，其特征在于：所述步驟（5）的機械臂定位并抓取目標物體，包括初次抓取和失敗后再次抓取兩部分，首先利用機器視覺的前饋實現(xiàn)手爪的初次抓取，再利用反饋策略不斷調(diào)整手爪的位置，以逐漸靠近目標物體，直到抓取成功。