基于可重构光束传感器与适应性夹持器的物体识别与定位

摘要

本论文针对机器人自动装配生产线中零件识别与定位要求，设计了一种新型可重构光束传感器和具有形状适应性的夹持器，在此基础上研究了零件自动识别和定位方法。主要研究工作如下： 1. 设计了一种新型可重构交叉光束传感器。通过在RISC光束传感器系统中引入辅助光束，实现了零件的不变几何特征识别，大大降低了物体特征索引表和识别算发的复杂性，提高了识别率。 2. 考虑到当待识别零件与传感器系统中光束的相对姿态处于奇异状态时，由主光束和辅助光束确定的特征点是伪点。本论文提出一种传感器构形设计方法，根据固定零件库中零件的几何特征确定传感器系统中各主光束之间的夹角范围。采用该设计方法可保证识别特征点中最多有一个伪点，从而满足零件的正确识别要求。 3. 提出了基于可重构光束传感器的物体位姿识别方法。该方法根据由主光束和辅助光束分别得到的主直径函数和辅助直径函数，利用平面刚体运动学原理来确定物体的位置和姿态。 4. 设计了一种具有形状适应性的新型夹持器，它在夹持物体过程中可以把物体调整到稳定姿态，根据夹持器两脚之间的距离可实现零件的识别与定位。 论文的研究工作可应用于RISC机器人系统的开发。