双机械臂装配系统的视觉检测与协同算法设计

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随着我国经济结构转型升级,机器人技术在日常生活及工业生产中扮演越来越重要的角色。但目前在工业制造中仍然缺少能够代替工人完成相对复杂装配任务的机器人。本文针对工业制造中工件装配需求,完成了一种双机械臂装配系统的视觉检测及协同算法设计。首先,在对双机械臂装配系统的功能需求进入深入分析的基础上,结合技术指标要求,完成了双机械臂装配系统的视觉检测及协同算法方案设计,并完成了视觉检测模块和机械臂的选型。其次,传统的目标识别与定位算法中需要将物体的识别与姿态估计分为两步进行,从而造成计算资源需求大与时间长的问题,为此,在对传统算法中的网络结构和回归函数进行优化改进后,设计了一种端到端的SUYOLO-6D算法。针对工业环境下存在小尺寸物体的问题,增加了多尺度特征提取网络。实验结果表明,所设计的算法与传统算法相比计算速度更快、准确率更高。然后,针对传统双机械臂协同算法存在计算量大的问题,采用并设计了主、从机械臂协调结构,同时将人工势场算法与线性插值算法相结合的双机械臂协同算法。并且为应对实际装配过程中可能出现异物进入的情况,在双机械臂协同算法中增加了实时避障功能。最后,完成了双机械臂装配系统的实物搭建,并按照由分到总的调试原则,进行了分模块调试与系统联调。实验结果表明,双机械臂装配系统的视觉检测与协同算法设计方案能满足设计要求。
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