以ARM為傳感器 自動(dòng)跟蹤機(jī)器人手臂相機(jī)位置

在機(jī)器人手臂能夠到達(dá)一個(gè)狹小的空間或拾取一個(gè)精致的物體之前，機(jī)器人需要精確地知道它的手在哪里。卡內(nèi)基梅隆大學(xué)機(jī)器人研究所的研究人員已經(jīng)證明，連接到機(jī)器人手上的相機(jī)可以快速創(chuàng)建一個(gè)三維環(huán)境模型，并在3D世界中找到手。

這樣做精確的攝像機(jī)和實(shí)時(shí)的手臂是艱難的，但CMU團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)他們可以通過(guò)將ARM本身作為傳感器提高了地圖的準(zhǔn)確性，利用其關(guān)節(jié)角度來(lái)確定相機(jī)的姿勢(shì)，這對(duì)于許多應(yīng)用是非常重要的，包括檢驗(yàn)任務(wù)。放置一個(gè)攝像頭或其他傳感器在機(jī)器人的手作為傳感器變得更小和更節(jié)能成為可能。這很重要，因?yàn)闄C(jī)器人通常都有一個(gè)有攝像頭結(jié)構(gòu)組成的頭，他們不能像一個(gè)人那樣彎腰看一個(gè)工作空間。

但是如果機(jī)器人看不見(jiàn)它的手，不知道它的手相對(duì)于環(huán)境中的物體在哪里，那么手上的眼睛就不太好了。這是一個(gè)必須在未知環(huán)境中操作的移動(dòng)機(jī)器人共同的問(wèn)題。一個(gè)流行的解決方案是移動(dòng)機(jī)器人同時(shí)定位與地圖創(chuàng)建，其中機(jī)器人的部件一起從傳感器如攝像機(jī)輸入、激光雷達(dá)和輪測(cè)距來(lái)創(chuàng)建一個(gè)新的環(huán)境的三維地圖，找出機(jī)器人在三維世界。這些算法通常假設(shè)很少是關(guān)于傳感器的位置，可能如果手持相機(jī)是如此。但是，如果相機(jī)安裝在機(jī)器人手臂上，手臂的幾何形狀將限制它如何移動(dòng)。

自動(dòng)跟蹤的關(guān)節(jié)角度，使系統(tǒng)即使攝像機(jī)移動(dòng)得很快，或者一些傳感器的數(shù)據(jù)丟失或誤導(dǎo)，生產(chǎn)出高質(zhì)量的地圖。研究人員展示了他們的關(guān)節(jié)機(jī)器人SLAM(arm-slam)使用一個(gè)小的深度相機(jī)連接到輕型機(jī)械臂。在使用它建立一個(gè)書(shū)架的三維模型時(shí)，他們發(fā)現(xiàn)它對(duì)其他制圖技術(shù)產(chǎn)生了相當(dāng)或更好的重建效果。