輪式移動操作機器人研究概覽
發(fā)布日期：2020-07-07 瀏覽次數(shù)：1936
2020年初突如其來的新冠疫情給全世界人民帶來了沉重的傷害，病毒強大的傳染性，時刻威脅著人類生命的安全。具有操作功能的可移動平臺可有效協(xié)助和替代醫(yī)務(wù)人員在傳染病房的部分工作，最大限度的降低病毒的傳播和保護健康醫(yī)務(wù)人員。根據(jù)當(dāng)前移動操作機器人的研究，其主要由移動底盤和操作機械臂組成，其中移動底盤又分為輪式、腿式、履帶式和輪腿復(fù)合式，而輪式移動底盤以其結(jié)構(gòu)簡單，容易控制，可擴展性強、移動靈活等特點，得到廣泛應(yīng)用。隨著定位導(dǎo)航、深度學(xué)習(xí)的深入研究，使搭載機械臂的移動機器人完成類人的操作成為可能，全球的研究人員對此進行了廣泛研究并在室內(nèi)室外壞境中進行了大量實驗驗證，下面就近幾年的基于輪式移動底盤的移動操作機器人研究概覽如下。
Cosero[1]是德國波恩大學(xué)的Sven Behnke團隊根據(jù)家庭環(huán)境中的日常操作任務(wù)而研制的一款仿人操作機器人(如圖1(a)(b))。機器人底部配備了四輪獨立轉(zhuǎn)向行走機構(gòu)，以便在靈活的通過狹窄通道，上部配備了兩個7自由度機械臂已完成擬人的操作，并在夾持器末端裝有紅外測距傳感器已達到對抓取目標(biāo)的距離探測，在頂端安裝有Kinect相機，以實現(xiàn)對目標(biāo)環(huán)境的3D感知。Cosero通過底盤的激光雷達進行導(dǎo)航和定位，采用法線估計和場景分割相結(jié)合的方法對目標(biāo)進行3D點云分割，采用無碰撞抓取方法[1]對目標(biāo)物體進行抓取(如圖1(c)(d))。在論文[2]中，作者運用Cosero進行零件分揀搬運實驗，通過2D激光雷達導(dǎo)航到作業(yè)點，通過RGB-D相機對目標(biāo)進行識別分割，規(guī)劃抓取路徑和抓取姿態(tài)估計(如圖1(e))。在論文[3]中，作者采用深度學(xué)習(xí)方法對目標(biāo)進行姿態(tài)估計，并完成了提壺灌溉，人機交互和使用工具等復(fù)雜任務(wù)(如圖1(f))。Schwarz[4]介紹了Cosero基于深度學(xué)習(xí)方法的目標(biāo)姿態(tài)估計和RGB-D SLAM等感知測量。
