机器人新发明：手眼合一感知周围环境

2017-04-17 11:26

当机械手要进入狭小的空间或者拿起一个精致的物体之前，它需要知道自己手壁的精确位置。卡耐基梅隆大学机器人研究所最新一项研究表明，通过附在机械手上的相机可以快速创建一个三维环境模型，并在三维环境中给机械手做定位。

用不精确的摄像机对实时运动的机械手进行定位是很难实现的，但CMU团队发现他们可以通过将手臂作为了个传感器来改进地图的精度，通过关节角度来确定相机的姿势。机器人学博士生Matthew Klingensmith表示，这对于许多应用是非常重要的，包括检查任务等。

据悉，研究人员将于5月17日在斯德哥尔摩召开的IEEE机器人与自动化国际会议上展示他们的新发现。机器人学副教授Siddhartha Srinivasa和机器人助理研究教授Michael Kaess也加入Matthew Klingensmith的研究。

把摄像头或其他传感器放置在机器人手上是很有必要的，Srinivasa解释说，通常机器人头部有一对摄像头，但他不能像人那样弯腰去更好查看工作空间。

在工作环境中，如果机器人看不见他的手，不知道手与目标物体相对位置，那么安装在头部的眼睛（摄像头）就起不到作用。这是移动机器人运行在未知环境中都要面对的一个问题，一个流行的解决方案就是移动机器人同时定位和测绘，从机器人部件传感器如摄像机、激光雷达和轮测距来创建一个新的环境的三维地图，找出机器人在三维世界的位置。

有几种算法可建立这些地图，但他们需要精确的传感器，Srinivasa表示，这些算法通常假设不用考虑关于传感器的姿态。但是，如果相机安装在机器人手上，它的位置将随时受取手臂移动的影响。

即使摄像机移动得很快或者一些传感器的数据丢失或误导，只要使用关节角度自动跟踪系统能生产出高质量的地图。研究人员展示了他们的关节机器人SLAM（arm-slam）使用一个小型深度相机接到轻型机械臂上。Srinivasa表示，目前他们仍然有很多工作要做，通过一些方法改善这个产品。