使用机载摄像头和带近距离传感器的多指机器人手的空中操纵系统的开发

科学领域:

• 机器人和自动化机器人与自动化
• 计算机视觉 计算机视觉
• 航空航天工程 航空航天工程

背景情况:

• 使用无人机 (UAV) 的空中操纵对于物体运输和放置等任务至关重要.
• 准确的物体定位和精确的无人机控制对于成功掌握现实世界的应用是必不可少的.
• 现有的系统往往在GPS被拒绝的环境中难以准确定位.

研究的目的:

• 开发一个集成的空中操纵系统,用于自主抓住物体.
• 提高无人机导航和目标定位精度,特别是在GPS拒绝的条件下.
• 为了实现精确的无人机悬浮在机器人手的抓取容忍范围内.

主要方法:

• 一个空中操纵系统的开发,包括无人机,双载机摄像头 (跟踪和深度),以及带近距离传感器的多手指机器人手.
• 实施一个物体检测算法,将两台摄像机的数据结合起来,以精确地定位目标.
• 实验确定最佳摄像头安装方向和无人机态度采样率,以最大限度地减少位置错误.

主要成果:

• 开发的系统成功实现了在没有GPS的环境中实现自主导航和物体检测.
• 集成的对象检测算法显著提高了目标定位的准确性.
• 实验优化将无人机位置误差降低到机器人手的50毫米抓取宽容范围内.

结论:

• 开发的空中操纵系统证明了使用无人机精确,自主抓住物体的可行性.
• 先进的视觉算法和优化的无人机控制的结合使可靠的空中操纵成为可能.
• 这项研究有助于自主机器人系统的进步,用于复杂的现实任务.