分享到:

基于C空间的双臂机器人无碰撞运动规划

目前,关于双臂机器人无碰撞运动规划的研究,大部分集中在多机器人协调方面,在这部分研究中,每个机器人都有自己的控制器,各个机器人操作臂之间的协调是靠另外建立的更高一级的层级控制器进行协调规划和控制.在多机器人协调操作方面,Freund[1]采用基于层级控制的避碰算法,在其算法中引入一个假想的、始终和主机器人手臂末端发生碰撞的机器人,通过实时比较该机器人和从机器人的相互位姿,得出主从机器人发生碰撞的可能性,并由此规划出从臂的轨迹.算法虽然提供了较为实际和系统的方法,但层级协调控制器的建立较复杂.Lee等[2]引入自由圆弧概念,该算法以目标构形为圆心,将时间离散后每个时间段内关节角的变化量作为半径增量,从而可以得到一组离散的圆弧,并保证初始构形在目标构形为圆心的最大圆上,然后再在该组圆弧上搜索一条无碰撞路径,虽然该算法提出了建立时变障碍物C空间的有效方法,但所采用的搜索算法较复杂,且结果也非最优.文献[3]中利用双机器人的路径和轨迹知...  (本文共5页) 阅读全文>>

东北大学
东北大学

基于改进蚁群算法的机器人双臂无碰撞路径规划

双臂机器人的应用增强了机器人对复杂任务的适应性,提高了机器人对工作空间的利用率,对双臂机器人协调运动的研究成为当今机器人发展的一个主要方向。本文采用的双机械手臂无碰撞路径规划方法可以使机器人双臂运动过程中互不相碰,扩大了机器人工作空间;控制简单,可应用于与机械手臂生产实践相关的领域,具有实际应用价值。本文以上海GRANDAR有限公司生产的AS-MRobot型双臂可移动机器人为研究对象,利用Visual C++软件开发了手臂运动实验平台,在实验平台上,实现双臂无碰撞运动和双手抓取物体两类实验。针对手臂的无碰撞运动问题,设计了两种实验,分别为主臂固定位姿从臂路径规划实验和双臂实时运动路径规划实验。对静止障碍物与运动障碍物两种情况均进行了实验,验证了ACA与ACA-PSO规划算法的有效性,并比较了两者的优劣。本文在基本蚁群算法原理的基础上,总结了蚁群算法的改进方案,包括蚁群算法自身的改进和与其它智能算法融合的改进两种,其中重点归纳了基...  (本文共78页) 本文目录 | 阅读全文>>

东北大学
东北大学

带视觉的双臂机器人手臂无碰撞路径规划

双臂机器人的应用增强了机器人对复杂任务的适应性,提高了机器人对工作空间的利用率,对双臂机器人协调运动的研究成为当今机器人发展的一个主要方向。本文以上海广茂达伙伴机器人有限公司生产的带视觉的AS-Mrobot和ASR型双臂可移动机器人为研究对象,利用Visual C++编程软件建立基于图像采集卡的图像处理算法库,实现双机械手臂在无人干预情况下,根据实际目标物体的位置,自动识别目标物体及规划运动过程中双臂的无碰撞最优路径,解决了在抓取物体过程中两个机械臂协调运动的问题,避免了机械臂间的碰撞,为多机械臂运动的研究奠定了基础。本文通过对图像预处理、图像分割、角点检测和图像匹配等图像处理方法的比较,寻找出适合本系统的图像处理方法,并把其应用到获取摄像机标定模板图像坐标和目标识别的过程中。实验结果表明:在设定好目标模板以后,机械手臂能够自动寻找到目标物体,实现抓取过程无人干预。本文通过对摄像机线性模型和非线性模型的研究,建立出带有一阶径向畸...  (本文共83页) 本文目录 | 阅读全文>>

《上海交通大学学报》2018年01期
上海交通大学学报

双臂机器人自碰撞检测及其运动规划

2.上海航天设备制造总厂,上海200245;3.上海宇航系统工程研究所,上海201109)双臂机器人凭借其灵巧的协作性能,在人/机协作加工、航空和航天等领域的应用越来越广泛.在双臂协同操作的运动规划中,既要防止其与外界环境的碰撞,又要防止其自身碰撞对机体的破坏.由于在运动过程中双臂机器人各杆件的相互位置是时变的,所以相比于与外界环境的碰撞,双臂的无自碰撞运动的规划更加复杂.目前,针对双臂的无自碰撞运动规划大多采用基于C空间采样的规划方法[1-2],但具有一定的随机性,也不能绝对保证无自碰撞运动规划成功,甚至对于同一个规划目标也可能得到完全不同的规划路径[3].无自碰撞运动规划主要分为碰撞检测和运动规划,且重要环节是碰撞检测.现有的碰撞检测方法主要包括基于空间几何模型[4-5]、基于图像[6]和基于传感器[7]等方法.由于基于图像的碰撞检测方法是在虚拟环境下利用图形处理器(GPU)进行检测的,而基于传感器的碰撞检测方法需要附加传感...  (本文共9页) 阅读全文>>

东北大学
东北大学

X射线摄影医疗系统的运动学计算

机械臂的运动规划问题是机器人领域中的重要课题之一,属于路径规划问题的范畴。本文立足于关节水平,从研究C空间入手,介绍了C空间的概念及其建立方法,建立了刚体平面位移的虚空间表示方法。用可达流形反映机器人在工作空间中所有可达位置所对应的虚空间点集,用接触流形表示机器人进行平面运动并与障碍物接触时所对应的虚空间点集,则两个虚空间点集的交即为机器人对应的C空间障碍物的边界构形,从而以此建立了机器人C空间障碍物边界求取算法,解决了C臂与导管床的碰撞问题。论文主要分两部分:第一部分是方法和理论,包括第二章、第三章、第四章。其中,第三章是重点;第二部分是实验仿真程序,包括第五章。第一章主要介绍了路径规划问题的一些基础知识与解决机器人运动规划问题的基本步骤,在列举这类问题常用算法时引入了C空间法,提出了本文的工作目标。第二章通过介绍刚体运动与克里福特代数引入虚空间的概念,基于可达流形和接触流形建立机器人C空间障碍物边界,提出机器人实时无碰撞运动...  (本文共62页) 本文目录 | 阅读全文>>

北方工业大学
北方工业大学

基于嵌入式控制系统的双臂机器人避碰算法研究及实现

双臂机器人较之单臂机器人更能完成复杂的、柔顺的作业任务,具有良好的应用前景。双臂机器人的两只机械手臂在同一空间内的协调运动和无碰撞轨迹规划与控制问题是双臂机器人研究领域的重要课题之一。本文以双臂SCARA机器人为研究对象,首先采用D-H法分析操作臂的运动学并求解其运动学正解和逆解,其次对双臂机器人的几何模型进行简化,利用计算机图形学方法得出两只机械臂在某一时刻的碰撞检测算法。用C空间法对双臂机器人进行避碰轨迹规划。假定主臂按照规划好的轨迹运动,将从臂的C空间进行适当离散化,运用碰撞检测方法建立主臂运动在从臂C空间的映射,从而求解从臂C空间的自由空间,建立从臂运动无碰撞库。运用启发式搜索法的A*搜索法在从臂的无碰撞库中搜索出一条无碰撞运动路径,作为从臂的运动轨迹。在MATLAB中对无碰撞轨迹规划算法进行仿真。仿真结果表明,主从臂在本文研究的算法程序控制下,能够实现无碰撞的协调运动。算法程序的时空效率高,能满足嵌入式控制系统的要求。  (本文共71页) 本文目录 | 阅读全文>>