基于高斯過(guò)程的抓取規(guī)劃方法研究.pdf

1、自主抓取一直以來(lái)都被認(rèn)為是機(jī)器人智能化的一個(gè)基本組成部分。近年來(lái)，隨著智能機(jī)器人的不斷發(fā)展，對(duì)于自主抓取的要求也越來(lái)越高。然而目前的機(jī)器人基本上都采用主從操作的方式，操作人員通過(guò)操作桿控制機(jī)器人完成抓取任務(wù)。這種操作方式要求操作人員需經(jīng)過(guò)專業(yè)的訓(xùn)練，而且操作費(fèi)時(shí)費(fèi)力，因此研究一種自主抓取方法顯得尤為重要。為此，本文提出采用高斯過(guò)程分類器來(lái)完成物體的抓取規(guī)劃，并在此基礎(chǔ)上通過(guò)帶有欠驅(qū)動(dòng)手的移動(dòng)機(jī)械臂完成對(duì)物體的自主抓取。
　　本文設(shè)

2、計(jì)了基于高斯過(guò)程分類的抓取規(guī)劃方法，可以規(guī)劃出已知和未知物體的抓取點(diǎn)。規(guī)劃器通過(guò)RGB-D傳感器獲取環(huán)境點(diǎn)云，并通過(guò)平面提取法提取目標(biāo)物體點(diǎn)云。在此基礎(chǔ)上，結(jié)合抓取穩(wěn)定性和力封閉性原則，提取抓取點(diǎn)的五個(gè)抓取特征。在訓(xùn)練過(guò)程中，通過(guò)有教師的機(jī)器學(xué)習(xí)方法獲得訓(xùn)練集，完成高斯過(guò)程分類器的訓(xùn)練。最后，高斯過(guò)程分類器以抓取特征作為輸入，給出抓取點(diǎn)是可行抓取點(diǎn)的概率。通過(guò)隨機(jī)采樣法不斷重復(fù)上述步驟，最終可以獲得物體的可行抓取點(diǎn)。設(shè)計(jì)抓取仿真器并在此

3、基礎(chǔ)上優(yōu)化欠驅(qū)動(dòng)手抓取軌跡。通過(guò)虛功原理建立欠驅(qū)動(dòng)手的準(zhǔn)靜力學(xué)模型，在此基礎(chǔ)上在matlab中建立欠驅(qū)動(dòng)手抓取仿真器。抓取仿真器以抓取規(guī)劃器得出的抓取點(diǎn)作為輸入，以抓取點(diǎn)偏差最小作為優(yōu)化目標(biāo)，優(yōu)化出欠驅(qū)動(dòng)手的最優(yōu)抓取軌跡。設(shè)計(jì)了基于接觸檢測(cè)的抓取控制策略。首先設(shè)計(jì)了基于電流信號(hào)的接觸檢測(cè)器，采用高斯過(guò)程回歸標(biāo)定驅(qū)動(dòng)電流與欠驅(qū)動(dòng)單元轉(zhuǎn)角之間的關(guān)系，在抓取過(guò)程中不斷檢測(cè)欠驅(qū)動(dòng)手的驅(qū)動(dòng)電流并判斷欠驅(qū)動(dòng)手是否與物體接觸。在此基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了欠驅(qū)動(dòng)