概述

本例使用KINOVA Gen3操作器对检测到的对象进行排序，并将它们放置在工作台上。该示例使用了来自四个工具箱的工具:

此示例在两个相关示例中构建了关键概念：

Stateflow图表

此示例使用StateFlow图表在示例中计划任务。打开图表以检查内容并在图表执行期间遵循状态转换。

编辑exampleHelperFlowChartPickPlace.sfx

该图表说明了机械手如何与物体或部件相互作用。它由基本的初始化步骤组成，接下来是两个主要部分:

初始化机器人和环境

首先，该图表创建了一个由Kinova Gen3操作机、要分类的三个部分、用于分类的货架和一个蓝色障碍物组成的环境。接下来，机器人移动到主位置。

识别零件并确定其放置位置

在识别阶段的第一步中，必须对部件进行检测。的exampleCommandDetectParts函数直接给出对象的姿态。用您自己的基于传感器或对象的对象检测算法替换这个类。

接下来，必须对部件进行分类。的exampleCommand分类文字功能将部件分为两种类型，以确定在哪里放置它们(顶部或底部货架)。同样，您可以使用任何分类部件的方法来替换此函数。

执行挑选工作流程

一旦识别出零件并分配目的地，操纵器必须迭代部分并将它们移动到相应的表中。

拿起物体

拾取阶段将机器人移动到物体，拾取物体，移动到安全位置，如下图所示:

的exampleCommandcomputegraspospospospose.函数计算抓握姿势。该类计算每个部分的任务空间抓取位置。接近和接近零件的中间步骤也相对于对象定义。

这个机器人用一个模拟的抓手抓取物体。当抓取器被激活时，使用exampleCommandActivateGripper将碰撞网格添加到rigidBodyTree机器人的表示，模拟抓住它。碰撞检测在附加时包括此对象。然后，机器人移动到远离其他部件的缩回位置。

放置物体

然后机器人将物体放在相应的架子上。

与拣选工作流一样，相对于已知的期望放置位置计算放置方法和缩回位置。抓取器使用exampleCommand去激活ActivateGripper，从机器人身上移除零件。

将机械手移动到指定的姿势

大多数任务执行包括指示机器人在不同指定的姿势之间移动。这examplehelperplanexecutetrajectOjectPickplace函数使用非线性模型预测控制器定义求解器(见非线性MPC(模型预测控制工具箱)）计算可行，无碰撞的优化参考轨迹使用nlmpcmove(模型预测控制工具箱)和核对机构．障碍物被表示为球体，以确保非线性模型预测控制算法的确定限制雅加诺的准确逼近（见[1]）。然后，辅助功能在计算扭矩控制下模拟机械手的运动，因为它跟踪使用的参考轨迹jointSpaceMotionModel对象，并更新可视化。通过从状态流图调用helper函数examplecommandmovetotTaskConfig.，它定义了正确的输入。

此工作流程将详细介绍KINOVA Gen3机械手无碰撞轨迹规划与执行．控制器用于确保无碰撞运动。对于已知路径的更简单的轨迹，可以使用轨迹生成工具来执行轨迹，并使用操纵器运动模型进行模拟。看使用KINOVA Gen3机械手规划和执行任务和关节空间轨迹．

StateFlow Chart中的任务计划

此示例使用StateFlow图表将工作流程引导Matlab®中。有关创建状态流程图的更多信息，请参阅创建用于执行的状态流图作为MATLAB对象(Stateflow)．

状态流程图在MATLAB中通过命令函数指导任务的执行。当命令执行完毕时，它发送一个输入事件要唤醒图表并继续执行任务的下一步，请参见执行独立图表(Stateflow)．

运行并可视化模拟

该模拟使用KINOVA Gen3机械手与Robotiq夹持器。加载机器人模型从.mat文件作为rigidBodyTree对象。

负载('examplehelperkinovagen3grippercoll.mat'）;

初始化选择和放置协调员

设置初始机器人配置。通过提供机器人模型，初始配置和结束效应名称，创建处理机器人控制的协调器。

currentRobotJConfig = homeConfiguration(机器人);协调员= exampleHelperCoordinatorPickPlace (currentRobotJConfig的机器人“爪”）;

指定放置不同类型物体的主配置和两个姿势。

协调员。HomeRobotTaskConfig = trvec2tform([0.4, 0, 0.6])*axang2tform([0 1 0 pi]); / /点击这里协调员。PlacingPose{1} = trvec2tform([0.23 0.62 0.33])*axang2tform([0 1 0 pi]);协调员。PlacingPose{2} = trvec2tform([0.23 -0.62 0.33])*axang2tform([0 1 0 pi]);

运行并可视化模拟

将协调器连接到状态流图。一旦启动，状态流程图负责连续检查检测对象的状态，将它们提取出来并将它们放置在正确的暂存区域。

coordinator.flowchart = examplehelperflowchartpickplace（“协调员”协调员);

使用对话框来启动取放任务执行。点击是的在对话框中开始模拟。

回答= questdlg (“你想现在开始挑选挑选工作吗？'，．..'开始工作'，“是的”，“不”，“不”）;开关回答案件“是的”％触发事件要启动SoundFlow图表中的选择和放置coordinator.FlowChart.startPickPlace;案件“不”％结束挑选coordinator.flowchart.endpickplace;删除（Coordinator.FlowChart）;删除（协调员）;结束

结束pickand - place任务

在尝试检测新对象3次失败后，状态流程图将自动完成执行。要提前结束拾取和放置任务，取消注释并执行以下代码行，或者在命令窗口中按Ctrl+C。

％coordinator.flowchart.endpickplace;%删除(coordinator.FlowChart);%删除(协调);

观察模拟状态

在执行期间，状态流图中每个时间点的活动状态以蓝色突出显示。这有助于跟踪机器人的动作和时间。您可以单击子系统来查看运行状态的详细信息。

可视化挑选和放置动作

示例使用InteractiveIgidododtree.用于机器人可视化。可视化显示在工作区域中的机器人，因为它移动部分。机器人避免了环境（蓝色圆筒）中的障碍物，并根据其分类将物体放在顶部或底架上。机器人继续工作，直到放置所有部件。

参考文献

舒尔曼等。带有顺序凸优化和凸碰撞检查的运动规划国际机器人研究杂志33.9（2014）：1251-1270。