基於標誌物多視角姿態估測之雙手臂協同物體定位系統用於工件上料自動化

Abstract

在機械加工與製造自動化中，機械手臂扮演著關鍵的角色。最近，越來越多高重複性及危險的任務已經改由機械手臂來完成。然而，現今的機械手臂自動化加工系統仍然不夠靈活與強健，因為它們無法處理周遭的變化且受限於預訂條件。此外，還需要耗費大量的時間與額外的成本在事先定義工件上料的路徑與設計工件料盤等前置作業上。 本論文提出了一個配備深度相機的雙手臂機器人物件定位系統，用於自動化工件上料的程序，以提高機器人加工系統的靈活性與強健性。此系統能自動定位工件，然後透過將夾爪爪片插入夾持位置來上料。首先，根據點對特徵，藉由提出的基於標誌物多視角姿態估測方法來估測受到機器人夾爪遮蔽的被夾持工件的六維姿態，該方法在標誌物的協助下進行最佳視角規劃，從多個視角來獲取更多與工件相關的資訊以進行姿態估測。根據姿態估測的結果，考量方向限制生成一組定位被夾持工件抓取位置的雙臂姿態，並透過基於採樣的規劃演算法在線規劃達到該姿態的雙臂運動。然而，由於系統建模誤差與姿態估測誤差等等的誤差因素，可能存在定位誤差導致上料失敗。因此，本論文開發了一種物體定位控制策略來補償定位誤差。 最後，透過進行模擬和實驗，分析所得到的結果來評估所提出方法的性能並驗證所提出系統的可行性。