快搬一號(QM) 介紹
本作品以家用服務型機器人為設計的出發點,目的在於設計及實現具雙機械臂全之向式移動機器人,其上半身為仿人的形體,下半身則是全向式移動平台,以便作為未來整合各種軟硬體模組,並展示其在人類生活環境之實用性。我們希望居家輔助機器人在不傷害到人、環境中物體及機器人自己本身的情況下能即時快速地做出反應,能在人類日長生活環境中與人互動並完成被交付的工作。
在控制的設計方面,透過CAN bus的介面可以使我們更加容易的同時控制多顆馬達,設計利用Spline function進行軌跡規劃,使用Spline function內插其軌跡,相較於其他內插方式可以使整體軌跡的表現更加的平滑,使手臂在移動的表現上更加滑順。而導入Denavit-Hartenberg參數來建立出機器手臂的模型,則可以使我們在反運動學的使用上,藉由已知的末端操作點的座標位置,來推斷符合各軸自由度的控制命令,藉此達成操作末端點到達預期的空間座標。
當我們需要機器手臂自主式的完成某項任務時,我們考慮到使用影像資訊作為控制上的資訊來源,我們則藉由視覺伺服(Visual servo)的架構,將手爪導引至目標物所在位置。目前較為常見的視覺伺服架構可分為兩類,分別是基於位置的視覺伺服(Position-based visual servo, PBVS)和基於影像的視覺伺服(Image-based visual servo, IBVS)。PBVS架構的方式需要一個事先建立的目標物體幾何模型來估測目標物體的姿態,若用來估測的模型和實際的目標物體有誤差,可能會導致控制上的失誤;反之,對IBVS架構來說,因為直接在影像特徵空間中做控制,沒有經過姿態估測的過程,因此不需要精確的目標幾何模型。