基于baxter机器人的家庭服务机器人关键技术研究及实现

来源 :山东大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:stslayer
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
近些年来越来越多的家庭服务机器人进入到人们的生活之中。但由于国内服务机器人的研究起步相对较晚,机器人的智能化水平有待进一步提高,所以对一些现有的技术手段集成度不高。本文融合双臂协同、机器视觉、建图导航、网页设计等技术基于baxter机器人开发了一个家庭服务机器人。用户只需简单的操作即可控制机器人抓取药品、水杯、食品等物体,并且用盒子将物品运送到用户指定的位置。本设计旨在减轻护理人员对老、弱、病、残等人士进行护理工作时的工作负担,在对一些传染病病患护理的过程中由于可以避免与病人的直接接触,本设计对保障特殊情况下护理人员自身的安全也有一定的作用。本设计对提高家用陪护机器人的智能化程度具有一定的研究意义和实用价值。本文首先基于DH分析法对机械臂进行运动学方程分析,对笛卡尔空间轨迹规划和关节空间轨迹规划进行了简要分析,用matlab对机械臂进行轨迹规划仿真。对双臂协同作业过程中两个机械臂的运动学约束方程进行了研究,并在此基础之上实现了 baxter右臂对左臂运动位置跟随的效果,开发了 baxter机械臂双臂协同平稳端起药盒的功能。其次是分析了相机标定的原理,对kinect摄像头和baxter手部rgb摄像头进行参数标定。设计了结合机器人底座kinect远距离定位加baxter手部rbg摄像头精准定位的视觉伺服方案。对目标检测算法进行分析比对之后选择了更适合本设计目标功能的SURF算法作为目标检测算法,然后根据需求实现了机器人对药瓶和药盒的识别与定位。然后通过分析cartographer、Hector SLAM、gmapping算法的适用场景最终选定了基于粒子滤波算法的gmapping建图算法对实验室进行了激光建图。并且基于A*算法和动态窗口法实现了机器人自动导航功能。由于在导航的过程中存在由于连续转角数目过多造成药盒内物体侧翻的问题,本文采用改进的A*算法对导航功能进行了优化,减少了全局规划的拐角。通过软件仿真和实物验证证明了算法在改进之后可以使得机器人运行更加平稳,从而有效减小了优化之前导航过程中盒子内物品侧翻的风险。最后设计了客户端控制网页。网页由登陆页面、视频监控页面、自主导航页面、物体抓取页面组成,结合了自动/手动抓取物体、机器人自主导航运送物体、控制效果视频监控等多种功能,对客户端网页和机器人进行联机测试,网页可用有效。使用者可以通过网页较为方便的对机器人进行控制,抓取并运送药品、水杯、食品等物体到用户指定位置。
其他文献
目的在原核系统中表达并纯化ING4蛋白,制备多克隆抗体。方法构建表达载体pET-21a(+)-ING4,转化大肠杆菌BL21(DE3),用IPTG诱导表达。SDS-PAGE电泳检测。结果构建的表达载体pET-21a(+)-hGD
目的:了解老年冠心病合并心力衰竭(CHF)的临床特点,合理制订护理计划,提高愈后生活质量。方法:回顾性分析我院2008年1月~2010年3月收治的74例冠心病合并心力衰竭患者临床资料,随机平
以传统虾油为原料,对其进行酶解处理,并比较酶解条件对水解度和感官评分的影响;采用乳酸菌发酵法降低虾油酶解液中亚硝酸盐含量;以虾油酶解液为基料制备复合虾油粉调味料,采
当前和谐社会建设是党和政府带领全国人民共同奋斗的目标。以人为本,尊重自然,实现人与人、人与社会、人与自然的高度和谐是我们的共同任务。本文旨在针对影响人与人和谐的最
随着我国经济增速的逐渐放缓,我国各类行业的市场已经逐渐趋于饱和状态,利润获取的空间也越来越小,在价格和市场情况不变动的情况下,企业的成本控制就显的愈发重要,小米科技
<正>作为听说读写技能之一的阅读能力是个体发展智力、获得知识的一项重要技能。在儿童英语学习早期,注重培养学生的阅读能力是十分关键的,2011年版的《英语课程标准》也就语