Розробка інтелектуальної програмно-апаратної підсистеми захвату предмета роботом-маніпулятором

Анотація

У роботі на основі аналізу реалізованих функцій існуючих роботів-маніпуляторів показано, що задача автоматизації безпечного захвату предметів роботом в процесі збірки є недостатньо проробленою. У процесі аналізу встановлено, що для побудови підсистеми захвату предметів роботом-маніпулятором існують технологічні рішення трьох основних завдань: визначення габаритів та форми предмета захвату; визначення відстані від робота-маніпулятора до всіх точок предмета захвату, визначення точки захвату предмета і уточнення відстані до робота-маніпулятора. Показано, що всі перераховані завдання є недостатньо проробленими. Тому запропоновано розробити методику створення інтелектуальної програмно-апаратної підсистеми захвату предмета роботом-маніпулятором. Розроблена методика складається з шести кроків: отримання стереозображення і побудова глибинної карти; визначення відстані від робота-маніпулятора до всіх точок предмета; визначення контуру предмета; визначення точки захвату предмета і уточнення відстані до робота-маніпулятора; визначення ступеня захвату роботом-маніпулятором предмета; визначення руху робота-маніпулятора по захопленню предмета в потрібній точці. Для знаходження точки захвату запропоновано використовувати метод контурного пошуку на глибинній карті предмета, а на знайденому контурі шукати найбільш тонку частину, обмежувати її відрізком і знаходити його середину. Для реалізації алгоритму визначення відстані до предмета, ступеня його захвату і руху до потрібної точки формалізовані залежності обчислень на глибинній карті і фізичних характеристик маніпулятора. Проаналізовані можливості мікропроцесора StereoPi і запропоновано його використання для апаратного рішення функції захвату роботом-маніпулятором. Проведено моделювання інтелектуальної програмно-апаратної підсистеми на захвату предмета складної форми. Зроблено висновки про незалежність розробленої підсистеми від типу предмета і кута перегляду роботом-маніпулятором. Крім того, показано підвищення точності захвату предмета роботом-маніпулятором, оснащеним інтелектуальної підсистемою в порівнянні з існуючим його аналогом. Виділено потенційні проблеми при реалізації запропонованої методики.