面向倉儲自動化的機(jī)器人運動規(guī)劃.pdf

1、隨著國內(nèi)電商與物流行業(yè)的蓬勃發(fā)展，倉儲自動化已成為當(dāng)前機(jī)器人領(lǐng)域的一個熱門研究方向。電商巨頭亞馬遜通過采用Kiva機(jī)器人，將傳統(tǒng)的倉儲系統(tǒng)轉(zhuǎn)換成了貨柜自動搬運和人工分揀貨柜中物品兩個部分。而人工分揀目前已成為倉儲自動化的瓶頸，如何實現(xiàn)機(jī)器人替代人工進(jìn)行自動分揀，已然成為一個亟待解決的問題。為此亞馬遜從2015年開始，已連續(xù)舉辦多屆抓取挑戰(zhàn)賽以期解決該問題。
　　貨柜物品自動分揀需要解決機(jī)械臂的實時運動規(guī)劃、機(jī)器人系統(tǒng)現(xiàn)場快速標(biāo)定、

2、機(jī)械爪的抓取規(guī)劃等問題，本文圍繞以上幾個問題展開研究，主要研究成果有以下幾點:
　　1.設(shè)計了一套由單軸、Kinova機(jī)械臂、KG-3機(jī)械手共同組成的用于自動化倉儲的機(jī)器人系統(tǒng)，提出了一種多目標(biāo)規(guī)劃加速的軌跡規(guī)劃算法。該算法通過將貨柜中不同目標(biāo)位姿或者預(yù)抓取位姿附近的不同位姿同時規(guī)劃來實現(xiàn)多目標(biāo)規(guī)劃加速。通過在機(jī)械臂安裝構(gòu)型設(shè)計階段應(yīng)用該算法，貨柜單格子所有位姿規(guī)劃的耗時從3小時縮減到了半個小時左右，從而大大提高了機(jī)械臂安裝構(gòu)型設(shè)

3、計的效率。
　　2.針對現(xiàn)有手眼標(biāo)定算法在z軸上具有較大誤差的問題，提出了一種融合深度信息的手眼標(biāo)定算法。該算法利用標(biāo)定板棋盤格上RGB角點對應(yīng)的點云信息，僅通過平面旋轉(zhuǎn)、平移等幾何變換來估計標(biāo)定板三維位姿。該算法不僅使標(biāo)定結(jié)果在x、y、z三個軸上都有較高的精度，而且大大提高了手眼自動標(biāo)定算法的收斂速度。
　　3.針對現(xiàn)有基于解析的抓取規(guī)劃算法給出的最優(yōu)抓取位姿不準(zhǔn)確，現(xiàn)有基于學(xué)習(xí)的抓取規(guī)劃算法規(guī)劃時間過長、受光照影響大等問