Обзор алгоритмов автономного захвата, ориентированного на предстоящую задачу

Авторы: Гульняшкин А.А.
Опубликовано в выпуске: #7(72)/2022
DOI: 10.18698/2541-8009-2022-7-809
Раздел: Машиностроение и машиноведение | Рубрика: Роботы, мехатроника и робототехнические системы
Ключевые слова: манипуляционная робототехника, захват объекта, роботизированная сборка, автономность, задаче-ориентированный захват, библиотека Grasp Pose Detection, фреймворк MoveIt
Опубликовано: 02.09.2022

В роботизированных системах при захвате объекта часто возникает необходимость ориентироваться на дальнейшие действия, которые планируется осуществлять с объектом захвата. В статье рассмотрена проблема автономного захвата, ориентированного на выполнение поставленной задачи, в частности сборку. Приведено описание существующих подходов к роботизированной сборке. Рассмотрен ключевой элемент роботизированной сборки — захват объекта — и требования, которые предъявляются к нему для успешного выполнения захвата, ориентированного на сборку. Дано обобщенное описание аналитических и эмпирических подходов к захвату объекта манипулирования, а также их преимуществ, недостатков и областей применения. Представлено текущее состояние проблемы автономного захвата, ориентированного на сборку, в частности, рассказано о существующих готовых библиотеках и фреймворках.

Литература

[1] Marvel J.A., Falco J. NISTIR 7901. Best practices and performance metrics using force control for robotic assembly. NIST, 2012. DOI: http://dx.doi.org/10.6028/NIST.IR.7901

[2] Aldoma A., Tombari F., Rusu R. et al. OUR-CVFH – oriented, unique and repeatable clustered viewpoint feature histogram for object recognition and 6DOF pose estimation. In: DAGM/OAGM. Springer, 2012, pp. 113–122.

[3] Silwal A., Davidson J.R., Karkee M. et al. Design, integration, and field evaluation of a robotic apple harvester. J. Field Robot., 2017, vol. 34, no. 6, pp. 1140–1159. doi: https://doi.org/10.1002/rob.21715

[4] ten Pas A., Gualtieri M., Saenko K. et a. Grasp pose detection in point clouds. Int. J. Rob. Res., 2017, vol 36, no. 13-14, pp. 1455–1473. DOI: https://doi.org/10.1177%2F0278364917735594

[5] El-Khoury S., Sahbani F. Handling objects by their handles. IROS-2008 Workshop on Grasp and Task Learning by Imitation, 2008. URL: https://infoscience.epfl.ch/record/168926 (дата обращения: 15.05.2022).

[6] Morales A., Asfour T., Azad P. et al. Integrated grasp planning and visual object localization for a humanoid robot with five-fingered hands. IEEE/RSJ Int. Conf. on Intelligent Robots and Systems, 2006, pp. 5663–5668. DOI: https://doi.org/10.1109/IROS.2006.282367

[7] Bicchi A., Kumar V. Robotic grasping and contact: a review. IEEE Int. Conf. on Robotics and Automation, 2000, pp. 348–353. DOI: https://doi.org/10.1109/ROBOT.2000.844081

[8] Saxena A., Driemeyer J. Robotic grasping of novel objects using vision. Int. J. Rob. Res., 2008, vol. 27, no. 2, pp. 157–173. DOI: https://doi.org/10.1177%2F0278364907087172

[9] Maitin-Shepard J., Cusumano-Towner M., Lei J. et al. Cloth grasp point detection based on multiple-view geometric cues with application to robotic towel folding. IEEE Int. Conf. on Robotics and Automation, 2010, pp. 2308–2315. DOI: https://doi.org/10.1109/ROBOT.2010.5509439

[10] Miller A., Allen P. Graspit! A versatile simulator for robotic grasping. Robot. Autom. Mag., 2004, vol. 11, no. 4, pp. 110–122. DOI: https://doi.org/10.1109/MRA.2004.1371616

[11] Bazhinova K.V., Leskov A.G., Seliverstova E.V. Automatic grasping of objects by a manipulator equipped with a multifinger hand. J. Comput. Syst. Sci. Int. 2019, vol. 58, no. 2, pp. 317–327. DOI: https://doi.org/10.1134/S1064230719020035

[12] Leskov A.G., Illarionov V.V. (Structure and control algorithms of manipulation robots operating autonomously. In: MPoR 2020. Springer, 2021. DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-030-88458-1_10

[13] Sahbani A., El-Khoury S., Bidaud P. An overview of 3D object grasp synthesis algorithms. Rob. Auton. Syst., 2012, vol. 60, no. 3, pp. 326–336. DOI: https://doi.org/10.1016/j.robot.2011.07.016

[14] Документация MoveIt! moveit.ros.org: веб-сайт. URL: https://moveit.ros.org/ (дата обращения: 15.04.2022).