面向倉(cāng)儲(chǔ)自動(dòng)化的機(jī)器人運(yùn)動(dòng)規(guī)劃.pdf

1、隨著國(guó)內(nèi)電商與物流行業(yè)的蓬勃發(fā)展，倉(cāng)儲(chǔ)自動(dòng)化已成為當(dāng)前機(jī)器人領(lǐng)域的一個(gè)熱門(mén)研究方向。電商巨頭亞馬遜通過(guò)采用Kiva機(jī)器人，將傳統(tǒng)的倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換成了貨柜自動(dòng)搬運(yùn)和人工分揀貨柜中物品兩個(gè)部分。而人工分揀目前已成為倉(cāng)儲(chǔ)自動(dòng)化的瓶頸，如何實(shí)現(xiàn)機(jī)器人替代人工進(jìn)行自動(dòng)分揀，已然成為一個(gè)亟待解決的問(wèn)題。為此亞馬遜從2015年開(kāi)始，已連續(xù)舉辦多屆抓取挑戰(zhàn)賽以期解決該問(wèn)題。
　　貨柜物品自動(dòng)分揀需要解決機(jī)械臂的實(shí)時(shí)運(yùn)動(dòng)規(guī)劃、機(jī)器人系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)快速標(biāo)定、

2、機(jī)械爪的抓取規(guī)劃等問(wèn)題，本文圍繞以上幾個(gè)問(wèn)題展開(kāi)研究，主要研究成果有以下幾點(diǎn):
　　1.設(shè)計(jì)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(dòng)化倉(cāng)儲(chǔ)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(guò)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(shí)規(guī)劃來(lái)實(shí)現(xiàn)多目標(biāo)規(guī)劃加速。通過(guò)在機(jī)械臂安裝構(gòu)型設(shè)計(jì)階段應(yīng)用該算法，貨柜單格子所有位姿規(guī)劃的耗時(shí)從3小時(shí)縮減到了半個(gè)小時(shí)左右，從而大大提高了機(jī)械臂安裝構(gòu)型設(shè)

3、計(jì)的效率。
　　2.針對(duì)現(xiàn)有手眼標(biāo)定算法在z軸上具有較大誤差的問(wèn)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(pán)格上RGB角點(diǎn)對(duì)應(yīng)的點(diǎn)云信息，僅通過(guò)平面旋轉(zhuǎn)、平移等幾何變換來(lái)估計(jì)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(gè)軸上都有較高的精度，而且大大提高了手眼自動(dòng)標(biāo)定算法的收斂速度。
　　3.針對(duì)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(shí)間過(guò)長(zhǎng)、受光照影響大等問(wèn)