Kamerageführte Positionierung und Greifbewegung eines Roboterarms

Abstract

Ziel dieser Arbeit ist die bildbasierte Detektion und Rekonstruktion der Positionen von Objekten im 3D-Raum für eine visuelle Steuerung eines Knickarmroboters. Dieser soll die detektierten Gegenstände anfahren, greifen und der Größe nach sortieren. Die Aufnahmen des Arbeitsraums des Roboterarms sollen aus verschiedenen Perspektiven mit Hilfe zweier Kameras gewonnen werden. Durch einen einmaligen Kalibriervorgang sollen die Positionen und die internen Parameter der verwendeten Kameras zunächst bestimmt werden. Mit diesen Parametern können dann aus den 2D-Pixelkoordinaten der Objekte und des Greifers des Roboterarms die jeweiligen Positionen im 3D-Raum rekonstruiert werden. Anschließend soll eine Bahnplanung für den Greifer unter Verwendung der inversen Kinematik erfolgen, um die einzelnen Objekte zu bewegen.

The aim of this thesis was picture based detection and reconstruction of positions of objects in 3D-space and a visual controlled articulated robot. This robot moves to detected objects with its gripper, lifts them and sorts them by their size. The pictures of the working area are captured out of different perspectives by two cameras. Positions and internal parameters of the used cameras are gained by a one-time calibration process. These parameters can be used to reconstruct the 3D-positions of the objects and the gripper out of their 2D-pixel coordinates. The motion track of the gripper to pick up the objects is calculated afterwards using inverse kinematics.