帶視覺的雙臂機(jī)器人手臂無碰撞路徑規(guī)劃的開題報(bào)告

帶視覺的雙臂機(jī)器人手臂無碰撞路徑規(guī)劃的開題報(bào)告摘要本文提出了一種基于視覺的雙臂機(jī)器人手臂無碰撞路徑規(guī)劃方法，通過使用視覺傳感器獲取環(huán)境信息，采用基于優(yōu)化的路徑規(guī)劃算法計(jì)算機(jī)器人雙臂的無碰撞路徑，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人在復(fù)雜環(huán)境中的自主控制和操作。本文針對雙臂機(jī)器人在無法感知穿透障礙物的情況下，無法進(jìn)行有效的路徑規(guī)劃問題，借鑒了深度學(xué)習(xí)技術(shù)進(jìn)行視覺數(shù)據(jù)的處理，并結(jié)合經(jīng)典的逆運(yùn)動(dòng)學(xué)方法和重采樣算法實(shí)現(xiàn)了雙臂機(jī)器人的無碰撞路徑規(guī)劃。關(guān)鍵詞：雙臂機(jī)器人手臂；視覺傳感器；路徑規(guī)劃；無碰撞1.引言雙臂機(jī)器人手臂廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代制造領(lǐng)域，如汽車制造、電子產(chǎn)品制造、組裝線生產(chǎn)等。在復(fù)雜環(huán)境下，機(jī)器人的自主控制和操作是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)的關(guān)鍵。然而，機(jī)器人在進(jìn)行操作時(shí)，往往會(huì)遇到障礙物和其他物體，在沒有有效的路徑規(guī)劃和避免障礙物的方法的情況下，機(jī)器人的操作往往會(huì)受阻。因此，對于機(jī)器人的路徑規(guī)劃和避免障礙物等問題，一直是機(jī)器人控制領(lǐng)域中的研究熱點(diǎn)。傳統(tǒng)的雙臂機(jī)器人手臂路徑規(guī)劃方法主要采用逆運(yùn)動(dòng)學(xué)算法，該算法通過計(jì)算機(jī)迭代求解機(jī)器人各個(gè)關(guān)節(jié)的角度，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人手臂的移動(dòng)和操作。然而，逆運(yùn)動(dòng)學(xué)算法具有非常高的計(jì)算復(fù)雜度，而且無法很好地解決機(jī)器人在感知的范圍內(nèi)無法感知穿透障礙物的問題。近年來，隨著深度學(xué)習(xí)技術(shù)的發(fā)展，機(jī)器人領(lǐng)域的路徑規(guī)劃和避免障礙物問題也得到了很大的改善。深度學(xué)習(xí)技術(shù)可以對視覺圖像進(jìn)行處理和分析，提取出其中的特征信息，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人對環(huán)境的感知和控制?；诖耍疚奶岢隽艘环N基于視覺的雙臂機(jī)器人手臂無碰撞路徑規(guī)劃方法，可以提高雙臂機(jī)器人在復(fù)雜環(huán)境中的自主控制和操作水平。2.方法本文提出的基于視覺的雙臂機(jī)器人手臂無碰撞路徑規(guī)劃方法主要由以下幾個(gè)部分組成：2.1數(shù)據(jù)采集和預(yù)處理本文采用視覺傳感器對機(jī)器人運(yùn)動(dòng)過程中的環(huán)境進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，并通過深度學(xué)習(xí)技術(shù)對采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理和特征提取，提取出環(huán)境中的障礙物和機(jī)器人本身的位置信息，為機(jī)器人路徑規(guī)劃提供依據(jù)。2.2基于優(yōu)化的路徑規(guī)劃算法本文采用基于優(yōu)化的路徑規(guī)劃算法對機(jī)器人雙臂進(jìn)行路徑規(guī)劃，并通過約束條件進(jìn)行無碰撞路徑的優(yōu)化。本文采用基于逆運(yùn)動(dòng)學(xué)方法和重采樣算法的路徑規(guī)劃算法，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人在復(fù)雜環(huán)境中的無碰撞自主控制和操作。2.3系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)本文通過ROS（RobotOperatingSystem）平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了基于視覺的雙臂機(jī)器人手臂無碰撞路徑規(guī)劃的系統(tǒng)，通過視覺傳感器和控制器實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的自主控制和操作，能夠?qū)崿F(xiàn)在復(fù)雜環(huán)境下的精確操作和操作。3.實(shí)驗(yàn)和評估為了驗(yàn)證本文提出的基于視覺的雙臂機(jī)器人手臂無碰撞路徑規(guī)劃方法的有效性，本文通過模擬器和實(shí)際雙臂機(jī)器人進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)和評估。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本文的方法能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)器人在復(fù)雜環(huán)境下的自主控制和操作，能夠提高機(jī)器人路徑規(guī)劃和避免障礙物的能力，適用于現(xiàn)代制造領(lǐng)域的生產(chǎn)和制造。4.結(jié)論本文提出了一種基于視覺的雙臂機(jī)器人手臂無碰撞路徑規(guī)劃方法，能夠提高機(jī)器人在復(fù)雜環(huán)境下的自主控制和操作水平。該方法通過采用視覺傳感器獲取環(huán)境信息，采用基于優(yōu)化的路徑規(guī)劃算法計(jì)算機(jī)器人雙臂的無碰撞路徑，實(shí)現(xiàn)