工程科学学报2024,Vol.46Issue(1) :148-156.DOI:10.13374/j.issn2095-9389.2022.12.03.001

基于6D位姿识别面向任意物体的智能人-机协同递送

Intelligent human-robot collaborative handover system for arbitrary objects based on 6D pose recognition

张树忠 朱祺 张弓 陈旭飞 杨根 吴月玉 齐春雨 邸思
工程科学学报2024,Vol.46Issue(1) :148-156.DOI:10.13374/j.issn2095-9389.2022.12.03.001

基于6D位姿识别面向任意物体的智能人-机协同递送

Intelligent human-robot collaborative handover system for arbitrary objects based on 6D pose recognition

张树忠 1朱祺 2张弓 3陈旭飞 2杨根 4吴月玉 4齐春雨 2邸思3
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作者信息

  • 1. 福建理工大学福建省智能加工技术及装备重点实验室,福州 350108
  • 2. 福建理工大学福建省智能加工技术及装备重点实验室,福州 350108;广州先进技术研究所,广州 511458
  • 3. 广州先进技术研究所,广州 511458;中国科学院大学,北京 100049
  • 4. 广州先进技术研究所,广州 511458
  • 折叠

摘要

在日常实践中存在大量人与人之间的多样性物体递送需求,这可以依靠协作机器人来完成这些简单、耗时又耗力的任务.为此,针对人-机协同递送过程中无法精确识别物体位姿导致难以准确抓取的问题,引入基于PnP算法(Perspective-n-Point)的物体6D位姿识别网络,实现待递送物体位姿的精确识别;提出改进的被递送物体数据集制作方法,实现面向任意物体的精准识别;通过视觉系统标定、坐标转换以及抓取方案改进,实现物体的精确位姿定位与准确抓取;为验证所提出的人-机协同递送系统的有效性,进行了基于LineMod数据集和自制数据集的人-机物体递送对比实验.结果表明,面向自制数据集的物体递送提出的人-机递送系统平均误差距离为1.97 cm,递送平均成功率为76%,平均递送时间为30 s;如不考虑抓取姿势,其递送成功率可达89%;具有较好的鲁棒性,应用前景良好.

关键词

人-机协同/物体递送/PnP算法/残差网络/数据集

Key words

human-robot collaboration/object handover/PnP algorithm/residual network/dataset

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基金项目

国家自然科学基金资助项目(62073092)

广东省自然科学基金资助项目(2021A1515012638)

福建省智能加工技术及装备重点实验室开放基金资助项目(KF-01-22005)

福建省级科技创新重点项目(2022G02007)

福建省202中央引导地方科技发展资金资助项目(2022L3014)

出版年

2024
工程科学学报
北京科技大学

工程科学学报

CSTPCD北大核心
影响因子:0.801
ISSN:2095-9389
参考文献量28
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