機器人相關研究

 

 

實驗室成員:

 

姓名

學籍

研究主題

張永融

已畢業

手眼校正與手眼協調

王俊吉

已畢業

機器手臂校正、機器人跟隨、影像追蹤

莊凱傑

已畢業

仿真機器人模擬、機器人虛擬實境

趙正權

已畢業

機器手臂校正

 

研究方向:

  •  高精度機器手臂校正、手眼校正與手眼協調
  •  仿真機器人模擬與機器人虛擬實境

 

 


 

高精度機器手臂校正、手眼校正與手眼協調

 

1  實驗環境配置與校正參數示意圖

本實驗室配置雷射指標器(laser pointer)在工業機器手臂,以實現高精度機器手臂校正、手眼校正、手眼協調。如圖1所示,雷射指標器的光斑打在影像感測器監控的工作平台上,透過影像處理計算光斑在畫面中的位置,接著改變手臂姿態使其產生多個光斑。本系統可以校正機器手臂、工作平台與影像感測器之間的空間關係,下圖2是實驗環校正結果。

2  校正結果

由於雷射的直線延伸性,機器手臂可控制雷射光斑落在不同影像感測器的監控範圍,影像感測器的監看範圍不需重疊,只要利用上述的方法,便可以校正每一部影像感測器以及工作平台的空間關係,如圖3所示。

3  多影像感測器校正環境配置

本系統也可用來校正機器手臂的機構參數,使用一個已校正的影像感測器與平面,控制機器手臂的姿態,使得雷射光斑打在平面上,便可使用光斑位置資訊校正機器手臂的機構參數。以六軸機器手臂為測試平台,共有28個參數需要校正,包含有機器手臂到影像感測器的六個參數,機器手臂有22個參數。下表是透過電腦模擬演算法得到的校正結果,一共使用100個帶有誤差的光班位置,得到的校正結果如表1

表1  模擬機器手臂校正結果



如圖4,在真實環境下測試演算法,使用250個光班位置得到的校正結果如表2

4  實驗環境

表2  真實機器手臂校正結果

     

 


 

仿真機器人模擬與機器人虛擬實境

本實驗室利用OGRE繪圖引擎與 Gazebo動態物理環境模擬器來建構機器人虛擬實境平台,此平台利用物理引擎來模擬實驗的物理環境,例如物體隨機堆疊、彈跳、碰撞等物理特性,也可模擬彩色與深度影像感測器(RGBD Camera)成像,包含感測器的雜訊與遮蔽等影響。藉由此平台,可以驗證各種視覺演算法,並可搭配機器手臂與環境互動,使用者可以快速得到大量的精準實驗結果。由於演算法以及模擬環境都是在電腦上,可以輕易得到演算法所需的正確資訊(Ground Truth),讓使用者可以對演算法做準確的驗證。 

5  模擬深度影像感測器成像與物體隨機堆疊

      

 

6  機器手臂模擬