带电作业螺丝紧固机械臂作业规划研究

来源：电工电能新技术杂志2023年第12期北京时间：

作者：张博研， 李钰强， 吴晗， 杜锦华

单位：1.西安交通大学电气工程学院， 陕西 西安 710049；
2.云南电网有限责任公司昆明供电局， 云南 昆明 650000

摘要：通过一台单目相机采集目标物体图像，采用灰度化、中值滤波处理、Canny边缘检测、直线检测实现对图像的处理，识别定位目标空间信息。根据机械臂模型的建立和对正、逆运动学的求解，结合ROS和OpenCV实现对目标的识别和定位功能，完成对机械臂关节转动角度的求解，实现了机械臂关节变量空间和笛卡尔坐标空间双可控。针对当前带电紧固螺丝作业机器人存在的弊端，设计将人工智能启发式算法与机械臂笛卡尔空间路径规划设计结合，由算法自动规划得出最短路径，实现机械臂末端跟踪控制，并确保环境重建和任务设计不超界，进而实现自主作业。最后进行了机械臂的抓取全过程仿真和实验。结果表明：机械臂在抓取过程中运行平稳，能够准确识别目标并进行抓取。

关键词：带电作业； 运动学求解； 图像处理； 路径规划

基金资助：国家自然科学基金重点项目(51737010)