徐昱琳， 杨永焕， 李 昕， 陈万米， 晁衍凯

(上海大学机电工程与自动化学院，上海200072)

基于双目视觉的服务机器人仿人机械臂控制

徐昱琳， 杨永焕， 李 昕， 陈万米， 晁衍凯

(上海大学机电工程与自动化学院，上海200072)

机械臂逆运动学、目标识别与定位是服务机器人手臂控制中的关键技术．为了更好地与复杂多变的非结构化环境进行交互，提出一种应用于服务机器人平台的基于双目视觉的仿人机械臂控制方法．给出一种针对6自由度手臂的逆解算法，并采用基于双目视觉与颜色分割的目标识别方法．然后，根据识别出的目标三维坐标信息控制机械臂完成特定任务．本方法在家庭服务机器人上得到了验证．

仿人机械臂;逆运动学;双目视觉;HSV;服务机器人

Abstract:Inverse kinematics，object localization and manipulation are essential for service robots with manipulators to achieve various human-like tasks．Binocular vision is employed to interact with the environment in which the service robot works．This paper presents an approach for binocular based humanoid manipulation in a service robot system．An inverse kinematic solver is proposed to find all joint angles for a given position of the effectors on the manipulator．The target object is recognized according to segmented colors，and the 3D position computed using the stereo vision system．Having obtained the target position，the manipulator performs a blind grasp．Experimental results show effectiveness of the proposed methods．Key words:humanoid manipulator;inverse kinematics;binocular vision;hue-saturation-value(HSV);service robot

20世纪60年代初，工业革命使工业机器人进入工厂，将人们从危险和有害的工作中解脱出来．伴随着机电一体化和机器人技术的迅猛发展，越来越多不同种类的服务机器人进入人们的生活中，如人形机器人 ASIMO［1］、厨房机器人 HRP-2［2］、助残机器人 ISAC［3］、图书管理机器人 UJI［4］等．先进的机械臂控制对于服务机器人执行各种类人任务是非常重要的，其中机械臂逆运动学和目标定位是服务机器人机械臂控制中的关键技术．

工业机器人工作在结构化的环境中，而服务机器人通常面临一些不确定的、非结构化的和复杂的环境［5］，工作在这种环境下的服务机器人必须实时地与外部环境以及环境中的其他机器人和人……