救援机器人无线局域网控制系统研究

以一种履带式移动机器人作为控制平台,介绍了通过无线局域网对救援机器人进行远程控制的客户端—服务器端系统。构建了基于TCP/IP的机器人远程通讯协议,并采用了一种先进的视频传输技术实现了图像的实时传输,从而实现了救援机器人的无线控制和实时监控。     

机器人实时远程控制系统设计与实现

为了满足3P-6SS并联机构型机器人实时远程控制的需要,基于VisualC 和OpenGL开发了客户端的仿真指令控制台和服务器端的控制程序。实验表明,所开发的嵌入式Linux服务端与Windows客户端通过网络能够稳定运行,Windows客户端能够实时对3P-6SS并联机构型机器人进行远程界面控制,很好的满足了操作者对机器人交互的需要。     

嵌入式轮式机器人实验平台设计与实现

为解决科研用机器人价格昂贵、扩展性差的问题, 给出嵌入式轮式机器人实验平台的设计。 从平台硬件环境的搭建, Linux 设备驱动程序开发, 嵌入式多线程服务器的设计, 上位机软件设计等, 详细讨论了轮式机器人实验平台的设计及开发过程。 该平台能通过 MPU6050 六轴传感器和 HMC5883 电子罗盘实时获取姿态角和航向角; 能实时地将采集到的视频流及传感器数据发送到上位机客户端, 同时接收并处理来自客户端的控制指令, 进行运动控制、 避障处理等。 实验结果表明, 该轮式机器人实验平台与 PC 之间数据及指令传输流畅稳定,造价低廉, 功能丰富, 模块化程度高, 能满足开展机器视觉与导航等领域研究的要求。     

竞争型遥操作机器人实验系统研究

基于网络遥操作多机器人系统的作业目的,介绍了竞争型MOMR与协作型MOMR的特点.在此基础上,首次提出了竞争型遥操作机器人系统理想的测试平台一种基于Internet的C/S模式的足球机器人遥操作实验系统,描述了系统开发中的若干关键技术,如系统组成、体系结构、服务器端控制系统结构和遥操作客户端的关键技术等,给出了Internet性能测试实验实例.通过国际遥操作足球机器人比赛,证明了该系统具有良好的交互性、实时性和稳定性.     

基于Internet机器人遥操作系统的实现

借助于Internet资源的诸多便利条件,为建立基于Internet的机器人遥操作系统实验平台,构建了双向力反馈遥操作机器人系统的框架结构,系统设计着重考虑了客户端、WEB服务器、机器人服务器等之间的接口和实现方法,给出了各个模块的具体实现方法,实现了系统的遥操作.对所设计的系统进行了多项测试,测试结果表明系统达到了设计的要求.图3,参8.     

基于在线重建的遥操作预测显示系统

为了提高遥操作的操作效率,采用一种基于单目视觉的预测显示方法来解决时延导致的视觉反馈滞后问题.该方法通过基于地图的相机位姿估计算法来实时跟踪机器人的状态,在线构建机器人工作环境的三维几何结构模型,并结合多纹理映射技术进行渲染,将模型重投影到预测视点下,得到逼真的预测图像.搭建了一个基于客户端-服务器端模式的系统平台,用于未知环境下的遥操作.结果表明,在总长为7.112 m的摄像机运动轨迹中,位姿跟踪的平均误差约为0.015 m.该系统不仅能提供预测图像,而且支持生成任意视点的图像,有利于操作者从各个角度观察机器人工作场景.     

机器人足球赛相关技术研究

机器人足球赛是当前人工智能和机器人领域研究的热点之一，Robocup是在实时的动态的环境中进行的，为分布式系统和多智能体系统提供了一个测试平台,在介绍Robocup比赛环境的基础上，对多智能体系统进行了讨论，重点讨论了Asent结构与设计及多Agent协作、学习等相关技术。     

Android平台远程视频监控系统的设计与实现

基于Android平台,设计一套远程视频监控系统.该系统由客户端和远程端构成,客户端基于Android平台的Socket通信、界面绘制、MJPEG视频解析等技术开发;远程端通过ARM9硬件系统采集处理图像、发送视频数据、接收并执行指令等.对该系统进行测试,结果表明,用户使用客户端可以实时视频监视远程端周边环境,通过图形界面遥控远程端机械载体;远程端能够采集视频回传至客户端,并根据客户端指令移动位置、变换视角.系统对无线网络适应能力较强、监控界面方便友好、可扩展性较高,能满足远程视频监控需求.     

基于Matlab的开放式六自由度机器人控制系统研究

针对工业机器人控制系统算法封闭的现状,自主设计了一套基于Matlab的开放式六自由度机器人实时控制系统,采用模块化分布式的控制方式,上、下位机以CAN总线进行实时通信,上位机运用基于模型设计的流程进行机器人控制器的开发;下位机以DSP为主控制器,设计6个机器人关节驱动器.控制系统将机器人正运动学、逆运动学、轨迹规划以及通信算法全都融入其中,并且本开放式平台将系统仿真、研发设计、功能测试等环节都统一在Matlab环境中,提高了开发效率.通过仿真和试验验证,该平台能够较好地控制六自由度机器人,具有实时控制、实时监测的功能,并兼具良好的开放性能.     

C/C/S模式实时通信软件设计与实现

根据某引航站引航管理信息平台的建设目标,设计了基于客户端/客户端（中转服务器）/服务器模式的实时通信软件;介绍了该通信软件的网络拓扑结构,分析了服务器端和客户端基于TCP/IP协议的通信过程及接收发送数据工作流程;重点讨论了如何利用嵌入式数据库、变长链表及多线程技术实现数据通信的完整性、实时性和安全性,并给出了LoadRunner对通信软件的测试结果。实践表明,该通信软件运行可靠,传输稳定。     

农业机器人视觉导航试验平台

搭建了四轮驱动农业机器人视觉导航试验平台。设计了基于AVR单片机的下位机控制器,实现了4个电机的独立速度控制及其与上位机间的串口通讯功能。将最小二乘法和线扫描算法相结合,实现了农业机器人在作物行间行走的导航路径提取的视觉导航算法。测试表明:该算法具有较好的实时性,可以应用于农田两行作物间的导航试验。     

基于Beckhoff的瓷砖铺贴机器人控制系统设计

为促进建筑行业自动化发展,针对瓷砖铺贴工艺对机器人技术、定位技术及高速、高数据处理性能及实时坐标记录的需求,提出了基于Beckhoff嵌入式PC控制系统的瓷砖铺贴机器人控制系统。设计了针对机器人、移动平台、激光测距传感器、真空吸盘的综合控制系统,该控制系统利用激光传感器实现瓷砖空间定位,真空吸盘实现瓷砖抓取放置动作,移动平台扩大瓷砖铺贴范围。Beckhoff嵌入式PC作为上位机与硬件通过对应数字量模块、RS232模块实现通讯。瓷砖铺贴实验结果表明:系统可实时记录瓷砖位置坐标,并能满足机器人实时控制的需求,验证了该系统在精度上可完全代替人工实现瓷砖铺贴工作,同时铺贴效率得到了大幅提高。     

基于机器人操作系统的移动机器人激光导航系统

为了验证激光导航的先进性及机器人操作系统(robot operating system,ROS)的便捷性,进一步对机器人导航机理进行研究,提出了改进粒子滤波算法及改进A*路径规划,分别应用于地图构建和路径规划,并搭建了基于ROS平台的移动机器人导航试验平台,该平台具有低成本、高性能的特点。试验平台由上位机和移动机器人组成,上位机实现对机器人的控制,移动机器人配置有工控机和激光传感器,机器人通过激光传感器采集环境信息,为实现即时定位及地图构建功能提供数据支撑。研究并构建基于ROS的地图构建和自主导航功能包并通过实际环境进行试验验证。试验结果表明:构建功能包可用于机器人的激光导航中,该激光导航系统的可行且具有一定的稳定性与可靠性。     

基于ROS的自主多旋翼飞行器视觉导航系统

 针对在GPS信号缺失的环境下多旋翼飞行器的定位和自主飞行问题,构建了一个基于视觉导航的多旋翼无人飞行器控制系统。采用目前流行的pixhawk飞行控制模块和单目视觉定位算法,基于机器人操作系统（ROS）构建了通信网络系统,并选用一个低功耗的机载主控计算机实时地在板运行该系统。测试结果表明,搭建的无人飞行器平台能实现较精确的视觉定位和自主飞行。     

混合脑机接口系统的眨眼与运动想象控制方法

针对单一运动想象脑机接口实验控制命令数量不足的问题,在单一运动想象系统的基础上,提出基于眨眼控制干预移动机器人的研究方法.首先,采用主动形状模型算法进行人脸识别和人眼定位;然后,利用眼部纵横比算法计算实时的数值,实现实时眨眼次数的统计;最后,将与眨眼次数相匹配的眨眼策略转化为对应指令控制移动机器人运行,进而实现通过眨眼和运动想象控制实时干预移动机器人状态的目的.为了验证该方法的有效性,邀请数位受试者进行基于眨眼和运动想象控制的混合实验.实验结果表明:该方法能够准确、高效地干预移动机器人的实时状态.     

基于机器人操作系统的机器人自主追踪系统设计

为了解决移动机器人在机器人操作系统(robot operating system, ROS)中的人脸追踪问题,提出一种基于Siamese目标跟踪算法开发的追踪系统。首先,开发了追踪系统的硬件平台;其次,开发了Siamese跟踪算法,实现了对人脸目标的实时跟踪;最后,实现了导航系统与视觉系统的开发及融合,并通过实时记录的追踪数据与追踪曲线,分析了该系统的追踪性能。实验结果表明:该系统能够在ROS系统下实现对人脸目标的实时跟踪。     

基于Clipper的3-TPS混联机器人运动轨迹控制

针对3-TPS混联机器人的空间运动性能要求及自身的结构特点,提出了一种基于Clipper的3-TPS混联机器人开放式数控系统.为了解决该机器人的运动摆头与回转工作台间角度的耦合及由工作台运动造成的工具编程点位置的变化等关键问题,建立了混联机器人运动学位置逆解数学模型.在构建基于Clipper的3-TPS混联机器人数控系统硬件平台基础上,将该机器人的运动学逆解数学模型转换为位置运动控制算法,并在球面上进行了螺旋轨迹实验验证.空间运动轨迹的理论与实验分析结果表明:所设计的数控系统能满足3-TPS混联机器人的控制要求,其运动模型及控制算法正确、可行.     

基于嵌人式环境的智能移动机器人跟踪控制

基于自主搭建的履带式移动机器人研究了 一个P型迭代学习控制算法,它使移动机器人 能够根据位置和速度偏差的大小及方向,实时控制其在运动过程中的变化趋势,以获得合适的学习 增益矩阵,达到更好的控制效果.利用设计的P型迭代学习控制算法,对履带式移动机器人的路径 规划与路径跟踪实现准确的控制.实验结果表明,迭代学习控制可使履带式移动机器人在路径跟踪 控制过程中有更好的稳定性、准确性和快速性.     

嵌入式智能非视距机器人控制系统

提出了一种以ARM为控制器结合Linux作为操作系统的非视距移动器人控制系统.采用Linux平台下图像采集技术和无线网络通信技术,实现对环境图像的时实采集和无线传输,通过GPS全球定位技术和电子地图相结合的方法实现对机器人的定位和跟踪,采用Internet技术实现了控制指令、现场图像、机器人的自身状态和现场环境参量的非...