基于目标识别与避障的煤矿救援机器人自主行走

煤矿救援机器人是在煤矿井下恶劣环境中完成救援工作的特种机器人,采用双目视觉系统确保对环境信息实时感知以实现目标识别与障碍物识别,进而实现自主行走.与地面环境相比,煤矿井下环境恶劣,特别是灾后环境更加恶劣,为了使煤矿救援机器人实现煤矿井下环境识别和避障以达到自主行走,该文提出基于运动视频的光流场目标视觉识别方法,实现机器...     

基于综合智能算法的新型救援机器人路径规划研究

为满足救援机器人在特殊工作环境下的成功避障和趋于目标,设计了一种新的机器人总体结构,采用超声波传感器收集周围距离信息并采用生命探测仪扫描周围环境将结果用于指导机器人到达事故地点.为提高结构化和非结构化交互环境下救援机器人的避障成功率,提出一种自适应模糊神经网络路径规划算法,利用障碍物信息生成相应的模糊控制规则,并将模糊算法构建成神经网络结构形式,使得规则的在线精度和神经网络的学习速度均有较大的提高,同样可使救援机器人具有较为迅速的反应能力,实现机器人连续、快速地避障并顺利搜索到指定目标.系统仿真证明了该算法在救援机器人路径规划中的有效性.     

微小型无线排爆救援机器人系统设计

近年来在全球范围内频发大规模自然灾害,出现多起大规模、大破坏力的地震、海啸、飓风及泥石流等灾害,而灾后第一时间有效地救援成为减少生命财产损失的关键。本文在深入分析研究这一问题的基础上,设计了一种能够在复杂环境、狭小空间实施工作的机器人。该机器人可以替代救援人员进入现场,从事排爆、救援等工作。     

GIS系统在矿井救援机器人中的设计与应用

区别于以往的矿井管理系统,矿井救援机器人自主导航GIS系统主要面向煤矿救援机器人,建立井下巷道空间数据库,实现图形与属性信息双向查询;构建井下巷道的几何网络分析模型,实现巷道网络节点信息查询和机器人运行最佳路径分析;建立巷道三维可视化模型,实现井下巷道三维场景模拟,研究空间信息三维可视化管理和分析方法。文中依据当前我国煤矿生产的现状和技术水平,研究一种适用于煤矿井下救援机器人运行的GIS系统。以满足机器人定位与导航的需要,实现煤矿灾后科学救援,最大限度地减少人员伤亡和财产损失,从而提高我国煤矿安全事故的救援水平。     

煤矿救援蛇形机器人环境建模方法研究

煤矿救援机器人的研究对煤矿救灾工作的顺利开展有着重要的现实意义,简要分析了煤矿救援机器人在环境建模方面的研究现状,针对煤矿事故发生后,救援蛇形机器人如何在恶劣的井下进行环境识别和建模,提出了一种变结构模糊神经网络的多传感器数据融合算法。重点讨论了该算法的原理,结合煤矿井下的特殊环境和蛇形机器人自身结构特点,采用超声波传感器、红外测距传感器、激光雷达传感器组来获得障碍物的距离、位置信息及环境类型信息,然后,利用模糊神经网络对这些信息进行融合,采用改进的BP算法对网络进行学习,通过对结论网络权值的调整,择优选取模糊规则,从而自动的调节模糊神经网络的结构。以机器人在靠近障碍物时的八类典型环境标志为依据,通过模糊神经网络识别出障碍物的形状,完成环境的建模。利用实验获得的一组数据进行了仿真,结果表明该算法实现了在不同环境中模糊隶属函数的自动生成和模糊规则的择优提取,适用于复杂的非线性系统,对于煤矿救援蛇形机器人的环境识别和建模是一种行之有效的方法。     

基于移动自组网的多移动机器人远程监控

提出了一种基于移动自组网的多机器人远程监控方案.这种监控方案可以使离控制台较远的机器人合作探测并将探测信息传回控制台.控制台通过探测数据,远程监控现场环境,并对机器人进行适当的控制.针对多机器人通信网络拓扑变化频繁和通信链路不稳定的现象,提出了一种链路重构的方法来优化通信网络,并实现了多机器人远程监控系统.多机器人协作探测地图的实验验证了系统的实用性和有效性.     

基于MatlabRTW的机器人伺服系统设计方案

机器人伺服控制系统是非线性多变量的控制系统,这给系统的开发提出了更多、更复杂的问题,使得机器人控制系统的开发困难.文中提出一种基于MatlabRTW的机器人伺服系统设计方案.基于五自由度排爆机器人,在MatlabRTW环境下,设计出机器人控制系统框图,并通过xPC目标系统编译,生成可运行于X86的实时控制系统.该系统采用一组PID复合控制器,具有专家特性.运行结果表明,机器人能在较大载荷范围内平稳运动,系统具有很好的鲁棒性、实时性.该方案实现了机器人伺服系统设计的快速原型化.     

移动机器人远程控制系统的模式研究和实现

针对目前基于网络的远程机器人控制系统普遍采用公共网关接口 (CGI)作为服务器端技术 ,而CGI具有平台相关性、低效率 ,以及开发难度大的缺点 ,提出了采用Java小服务 (servlet)取代CGI,运用模型 -视图 -控制器(MVC)模式和纯Java技术快速建立网络机器人远程控制系统的方案 ,构建了一个包括超文本传输协议 (HTTP)服务器、视频服务器和机器人服务器的远程移动机器人控制系统 ,实现了远程示教、可编程的机器人运动和复杂环境的目标搜索等远程控制功能 ,为Internet上的远程访问及人机合作提供服务 .本系统分别在局域网、校园网和Inter net范围内进行了测试 ,实验结果证实了本系统软件结构的有效性和正确性 .     

基于嵌入式的水中机器人远程控制系统设计

本文设计了一种基于嵌入式的远程UDP通信控制水中移动机器人.系统以内嵌ARM9的S3C2440芯片为核心,搭载嵌入式Linux系统,使得机器人能够在水面上通过Wi-Fi网络实现回传视频功能并显示在上位机的监控软件上.系统利用Wi-Fi作为网络通信的物理层协议,建立无线网络环境,基于Wi-Fi实现UDP通信,远程操纵机器人在水中前进.此外,还设计了钢化玻璃材质的防水外壳.最后,对机器人进行了水中运行测试,效果良好,达到了设计要求.     

基于二进制粒子群的救援仿真机器人决策

救援仿真机器人系统中的智能体决策过程是在复杂的多任务环境下寻找一组最优的任务率先执行.本文将二进制粒子群优化算法用于救援仿真机器人的决策过程中.通过对救援仿真机器人的任务进行评价,并且使用带惯性的粒子迭代方式产生最优执行方案.经过RoboCup-Rescue仿真系统测试,救援效果得到了提升.