TOP18毕业论文_基于形状匹配的三维物体抓取.doc文档免费在线阅读

图构造的三维仿真手待抓取物体的表示与渲染三角网格的简介本文所用到的待抓取物体模型都是由三角网格来表示的。

中国科学技术大学本科毕业论文三角网格是种特殊的多边形网格，在计算机图形学和三维建模中广泛使用。

个复杂的模型可以由许多个三角形组成，这些三角形依靠公共边和顶点相连，如图。

正由于三角网格将模型的信息都存储到顶点，为接下来利用在程序中渲染模型提供了便利。

图三角网格表示的海豚模型。

来源于。

模型的渲染利用所提供的接口，依据三角网格所存储的信息，将每个点绘制出来，从而将模型渲染到程序里，并能自由旋转平移以及放缩。

图程序中渲染的模型中国科学技术大学本科毕业论文第三章初始抓取位置的生成物体模型的体素化因为要得到抓取位置的关键步骤就是形状匹配，而图图抓取位置法向量近乎和内平面法向量垂面，如按钮单选按钮等等。

本文利用搭建了基本界面。

论文结构安排本文的下面部分将按照如下顺序进行编排第二章介绍了仿真手的定义以及输入模型的格式第三章介绍了物体模型的体素化以及初始抓取位取姿势。

主要利用工具作为款应用广泛的图形，在三维图形的渲染上发挥着很大的作用，本文利用完成了仿真手的构造。

是个图形用户界面库，用于编写交互界将物体模型体素化，并将体素模型与手进行形状匹配得到初始位置以及仿真手的动力学参数。

精确抓取位置的生成通过模型上点和手的碰撞检测以及彼此距离间的约束，在初始位置的基础上得到精确的抓取位置以及仿真手的抓检测和抓取稳定性的约束来修正初始抓取位置得到精确的结果，具体包括仿真手的构造利用搭建框架实现模型的读取和利用完成仿真手的构造中国科学技术大学本科毕业论文初始抓取位置的生成，这样大大提高了算法效率。

论文的结构安排论文主要工作本文的主要工作是基于对实际机械手的三维仿真构造，并通过与体素化后的待抓取物体模型进行初步的形状匹配得到初始抓取点和仿真手的动力学参数，最后根据碰撞新。

本文相较与以上文章，在形状匹配的过程中没有采取直接拿模型和手进行匹配文章，也没用球长方体来近似模型文章，而且利用体素模型作为中介得到初始抓取位置，在此基础上修正来得到精确抓取位置文着重考虑的文章关于如何让机器人稳定且高效地抓取物体，提出了个新的关键点容易被分析的物体的表示方式文章采用种以部分为基础的抓取方法，并且利用拓扑形状分解这个方案在此问题中也是种创盒提供了种高效的算法来估算出物体的形状，而前人的工作则采用更复杂的超二次曲面来估计。

它们对于抓取位置的生成主要集中在对模型本身的几何形状进行分析，并没有过多地考虑手和模型之间的形状匹配，而这些正是本与现实的交互。

在机器人领域中，文章提出了种不需要建模的学习算法使机器通过摄像头可以抓取之前并不知道的物体，而之前大多数相关工作是假定物体已知的来研究抓取点和如何稳定地抓取文章利用物体的包围抓取物体也成为个广受关注的研究课题，文章与基于数据驱动在大量的手形中选取合适的来与模拟进行形状匹配文章通过扫描人的手形以及姿势，然后输入模型，从而完成实时抓取物体，实现虚拟了意义。

相关工作三维物体抓取方面的研究有两个领域，个是计算机图形学领域，个是机器人领域。

中国科学技术大学本科毕业论文在计算机图形学领域中，由于近年来游戏以及动画的热门，如何能模拟人类自然且精确地且大都材质坚硬，如果操作不精细就容易损坏易碎物体三是抓取质量受待抓取物体重心以及物体表面与机械手的摩擦力的影响，难以控制。

正是由于物体抓取功能对机器人的重要性以及其存在的挑战性，本文接下来的工作才有，而交互的最重要的内容之就是抓取物体。

机器人抓取物体的研究直是个难题，难点来自于三个方面是机器人目前还并不能做到像人类样思考，所以形状各异的待抓取物体成为了首要得难题二是机械手的自由度多人类，执行人类的各种命令，当个机器人接到指定的任务后，比如到不远处的桌前抓取个苹果，这时机器人首先需要利用身体上的各种传感器来感知环境，从移动到桌前开始到最后抓取到苹果，这些都是机器人与环境的交互代替工人在生产流水线中工作。

而这些都离不开个重要的支持，机械手抓取物体的功能。

如何稳定且高效地使用机械手抓取物体直是机器人领域的个热门的研究方向。

也是个研究难题，机器人的出现是为了更好的服务于人应用领域也在不断地深化与发展，机器人词早已不再只出现在科幻影片当中，它出现在我们生活中的频率越来越高，同时在人类社会中的地位越来越重要，应用也越来越广泛，比如餐饮机器人可以端盘送菜，工业机器人可以中国科学技术大学本科毕业论文第章绪论研究背景及意义科技的发展日新月异，计算机技术不断地朝着智能化方向发展，机器人中国科学技术大学本科毕业论文第章绪论研究背景及意义科技的发展日新月异，计算机技术不断地朝着智能化方向发展，机器人应用领域也在不断地深化与发展，机器人词早已不再只出现在科幻影片当中，它出现在我们生活中的频率越来越高，同时在人类社会中的地位越来越重要，应用也越来越广泛，比如餐饮机器人可以端盘送菜，工业机器人可以代替工人在生产流水线中工作。

而这些都离不开个重要的支持，机械手抓取物体的功能。

如何稳定且高效地使用机械手抓取物体直是机器人领域的个热门的研究方向。

也是个研究难题，机器人的出现是为了更好的服务于人类，执行人类的各种命令，当个机器人接到指定的任务后，比如到不远处的桌前抓取个苹果，这时机器人首先需要利用身体上的各种传感器来感知环境，从移动到桌前开始到最后抓取到苹果，这些都是机器人与环境的交互，而交互的最重要的内容之就是抓取物体。

机器人抓取物体的研究直是个难题，难点来自于三个方面是机器人目前还并不能做到像人类样思考，所以形状各异的待抓取物体成为了首要得难题二是机械手的自由度多且大都材质坚硬，如果操作不精细就容易损坏易碎物体三是抓取质量受待抓取物体重心以及物体表面与机械手的摩擦力的影响，难以控制。

正是由于物体抓取功能对机器人的重要性以及其存在的挑战性，本文接下来的工作才有了意义。

相关工作三维物体抓取方面的研究有两个领域，个是计算机图形学领域，个是机器人领域。

中国科学技术大学本科毕业论文在计算机图形学领域中，由于近年来游戏以及动画的热门，如何能模拟人类自然且精确地抓取物体也成为个广受关注的研究课题，文章与基于数据驱动在大量的手形中选取合适的来与模拟进行形状匹配文章通过扫描人的手形以及姿势，然后输入模型，从而完成实时抓取物体，实现虚拟与现实的交互。

在机器人领域中，文章提出了种不需要建模的学习算法使机器通过摄像头可以抓取之前并不知道的物体，而之前大多数相关工作是假定物体已知的来研究抓取点和如何稳定地抓取文章利用物体的包围盒提供了种高效的算法来估算出物体的形状，而前人的工作则采用更复杂的超二次曲面来估计。

它们对于抓取位置的生成主要集中在对模型本身的几何形状进行分析，并没有过多地考虑手和模型之间的形状匹配，而这些正是本文着重考虑的文章关于如何让机器人稳定且高效地抓取物体，提出了个新的关键点容易被分析的物体的表示方式文章采用种以部分为基础的抓取方法，并且利用拓扑形状分解这个方案在此问题中也是种创新。

本文相较与以上文章，在形状匹配的过程中没有采取直接拿模型和手进行匹配文章，也没用球长方体来近似模型文章，而且利用体素模型作为中介得到初始抓取位置，在此基础上修正来得到精确抓取位置，这样大大提高了算法效率。

论文的结构安排论文主要工作本文的主要工作是基于对实际机械手的三维仿真构造，并通过与体素化后的待抓取物体模型进行初步的形状匹配得到初始抓取点和仿真手的动力学参数，最后根据碰撞检测和抓取稳定性的约束来修正初始抓取位置得到精确的结果，具体包括仿真手的构造利用搭建框架实现模型的读取和利用完成仿真手的构造中国科学技术大学本科毕业论文初始抓取位置的生成将物体模型体素化，并将体素模型与手进行形状匹配得到初始位置以及仿真手的动力学参数。

精确抓取位置的生成通过模型上点和手的碰撞检测以及彼此距离间的约束，在初始位置的基础上得到精确的抓取位置以及仿真手的抓取姿势。

主要利用工具作为款应用广泛的图形，在三维图形的渲染上发挥着很大的作用，本文利用完成了仿真手的构造。

是个图形用户界面库，用于编写交互界面，如按钮单选按钮等等。

本文利用搭建了基本界面。

论文结构安排本文的下面部分将按照如下顺序进行编排第二章介绍了仿真手的定义以及输入模型的格式第三章介绍了物体模型的体素化以及初始抓取位置的生成第四章介绍了基于初始位置生成精确抓取位置第五章将总结整个毕业论文的工作，并对后续工作进行了展望。

本文的流程图如图示意图抓取物体的流程图中国科学技术大学本科毕业论文第二章机械手的构造三维仿真机械手的构造本文中所用到的仿真机械手由两个部分组成手指和手掌。

其结构都是简单的立方体，如下图所示，手指为正方体，手掌为长方体。

整个手有八个自由度仿真手可以绕着坐标轴旋转沿着坐标轴平移，有六个自由度两个手指能分别沿着局部坐标系下的轴图中红色轴移动，有两个自由度，共八个自由度。

图构造的三维仿真手待抓取物体的表示与渲染三角网格的简介本文所用到的待抓取物体模型都是由三角网格来表示的。

中国科学技术大学本科毕业论文三角网格是种特殊的多边形网格，在计算机图形学和三维建模中广泛使用。

个复杂的模型可以由许多个三角形组成，这些三角形依靠公共边和顶点相连，如图。

正由于三角网格将模型的信息都存储到顶点，为接下来利用在程序中渲染模型提供了便利。

图三角网格表示的海豚模型。

来源于。

模型的渲染利用所提供的接口，依据三角网格所存储的信息，将每个点绘制出来，从而将模型渲染到程序里，并能自由旋转平移以及放缩。

图程序中渲染的模型中国科学技术大学本科毕业论文第三章初始抓取位置的生成物体模