面向高速连续运转的智能工业机械臂多源随动感知关键技术研究

To satisfy the development trend of next-generation intelligent robotic arm and autonomous perception & decision making requirement, this research project focuses on multi-source data fusion techniques to assist the robotic arm in-hand perception for motion and surrounding environment analysis, especially for the ones with high speeds and continuous rotations in complex and unstructured industrial scenes with highly dynamic objects. This project aims to solve three scientific problems: intelligent robotic arm in-hand perception observability analysis, intelligent robotic arm in-hand perception consistency analysis and intelligent robotic arm modular noise coupling relationship modeling. Furthermore, this project will address a series of challenging problems, including multi-modular sensor registration, robotic arm motion estimation and robotic arm depth estimation. Based on practical industrial production system, this project will design and develop a comprehensive platform that integrates the functions of simulations and experiments to verify the correctness and efficiency of the proposed algorithms. Eventually, this project will deliver a theoretical and methodological system for the intelligent robotic arm in-hand perception system, which will provide fundamental theory and technical solutions to analyze and design future intelligent robotic auto-perceptions and decisions.

面向下一代工业机械臂智能化发展趋势以及自主感知与决策的应用需求，针对智能机械臂高速、连续运转的作业模式以及工作现场动态、复杂、非结构化的特点，本课题采用多源信息融合的随动感知方法来分析机械臂自身的运动信息和周边场景信息。在解决“智能机械臂随动感知能观性分析”、“智能机械臂随动感知一致性分析”、“智能机械臂感知模块间噪声耦合关系建模”三项核心科学问题基础上，研究智能机械臂多源感知模块的联合标定、智能机械臂随动感知系统的运动估计、智能机械臂随动感知系统的的深度估计；设计和开发集仿真物理实验于一体的综合验证平台，验证所提算法的正确性和有效性。在此基础上，最终形成一套智能机械臂随动感知理论和方法体系，为未来智能工业机器人自主感知与决策提供理论支撑和技术手段。

本项目面向下一代工业机械臂智能化发展趋势以及自主感知与决策的应用需求，针对智能机械臂高速、连续运转的作业模式以及工作现场动态、复杂、非结构化的特点，采用多源信息融合的随动感知方法来分析机械臂自身的运动信息和周边场景信息。解决了“智能机械臂随动感知能观性分析”、“智能机械臂随动感知一致性分析”、“智能机械臂感知模块间噪声耦合关系建模”三项核心科学问题，开展了智能机械臂多源感知模块的联合标定、智能机械臂随动感知系统的运动估计、智能机械臂随动感知系统的的深度估计三部分研究内容；设计和开发了集仿真物理实验于一体的机器人随动感知综合验证平台，验证了所提算法的正确性和有效性。在此基础上，形成了一套智能机械臂随动感知理论和方法体系..在以上研究内容基础上，录用或发表国际高水平期刊会议论文16篇（其中SCI检索论文8篇，EI检索论文7篇），申请国家发明专利13项，培养博士研究生1名，硕士研究生2名。本课题的成功开展智能机械臂随动感知提供了坚实的理论基础。