带双目视觉的SCARA机械臂运动学分析及轨迹规划

李旭，裴旭明，刘迪，李浩

带双目视觉的SCARA机械臂运动学分析及轨迹规划

李旭，裴旭明*，刘迪，李浩

（郑州轻工业大学 河南省机械装备智能制造重点实验室，河南 郑州 450002）

为了解决SCARA机械臂因目标位姿变化而引起抓取任务失败问题，给出了一种基于机器视觉目标检测与定位的机械臂控制方法。通过双目相机成像模型实现坐标系之间的转换，利用计算机视觉识别及三维匹配方法，达到对目标物体定位的目的，从而确定机械臂末端执行器的期望位置。结合使用-参数法建立机械臂的运动学模型，通过运动学方程的逆解，得到末端执行器到达期望位置时机械臂各驱动关节的变量参数，然后对其进行轨迹规划仿真，得到了连续且平滑的各关节位移、速度、加速度变化规律曲线，同时使用SCARA机械臂进行装配实验。实验结果表明该系统能够准确、稳定地把物体放到目标位置，完成装配任务，从而为开发机械臂运动控制系统提供重要的参考。

SCARA机械臂；机器视觉；-参数法；运动学；轨迹规划

SCARA（Selective Compliance Assembly Robot Arm，选择顺应性装配机器手臂）机械臂具有刚性高、高速度及安装空间小等优势，广泛应用于抓取放置、装配制造及货物搬运等领域。这类机器人通过精确的示教作业，能完成复杂的点到点的动作，极大提高了生产加工效率。然而传统的示教方法在生产环境和被控对象变化时，容易引起目标位置和姿态偏差，进而导致机器人任务执行失败[1]，为了准确进行目标识别，使机械臂能自动调整位姿，使其在装配过程中运动更平滑、平稳，国内外学者做了大量相应研究。……