自动阈值法在生长环境茄子图像分割中的应用

在果蔬采摘机器人系统中,果实目标的智能化识别和定位问题一直是没有解决的问题。为此,研究生长环境中茄子图像的分割算法问题。通过对生长环境中茄子果实与周围环境颜色特征的试验与统计,得出了EXG颜色因子对于茄子果实分割最为有利的结论。采用自动阈值法对EXG灰度图像进行了分割。选择图像灰度的均值作为初始阈值的估算值,然后连续不断的进行迭代,直到取得满意的结果。试验表明,分割效率分别大于81%,平均用时为0.116s,能够满足果蔬采摘机器人对视觉系统的要求。     

动态家庭环境智能空间服务机器人全息建图方法

 针对家庭服务机器人工作的复杂动态环境,结合智能空间和机器人二者优势,提出了一种融合环境及其中目标资源分布的家庭智能空间全息地图构建方法。基于Rao-Blackwellized粒子滤波思想,根据建图初期机器人及其感知的全局空间特征点位置完成智能空间传感器网络节点的位姿参数标定,利用已标定传感器网络的观测值和机器人控制量进行机器人位姿估计,同时根据机器人位姿及其观测值进行全息建图。针对建图过程中及建图后的环境和目标变动,设计了基于智能空间监测的全息地图动态更新策略。实验表明,智能空间传感器网络有效地解决了建图中的动态数据关联问题,由其辅助的机器人定位和建图精度明显提高。     

基于视觉的并联机器人智能分拣系统设计与实现

针对传统工业机器人无法满足复杂分拣环境下作业要求的问题,设计基于视觉的并联机器人智能分拣系统.以Delta并联机器人、CMOS相机为硬件基础,运用固定阈值和轮廓提取等方法对图像进行预处理,求解出所观察目标的空间位姿,通过Hu矩匹配法对工件进行识别匹配,提高并联机器人对环境的认知能力和智能性.系统测试结果表明,该控制系统运行可靠,搭建的智能分拣系统能够快速识别分拣工件种类,且抓取准确率高、速度快,拓宽了并联机器人的应用领域.     

一种智能空间辅助的家庭服务机器人SLAM方法

在单机器人SLAM过程中,定位误差和建图误差随机器人运动距离增大而增大。为了有效降低SLAM误差,本文提出了一种智能空间辅助的家庭服务机器人SLAM方法。基于Rao-Blackwellized粒子滤波思想,机器人定位和建图问题被分解为两个独立环节,首先,联合机器人控制量和智能空间摄像机网络的观测值估计机器人位姿,给出了位姿粒子的采样提议分布和权值更新公式;然后,机器人利用自身位姿及对目标的观测来构建环境地图。仿真实验表明本方法有效提高了机器人的定位精度,进而得到了更加精确的环境地图。     

位姿闭环控制的高精度脑外科机器人

为解决现有脑外科机器人存在的绝对定位精度难于满足精细手术应用的问题,提出一种视觉伺服的系统方案,引入高精度光学跟踪手段,对机器人的末端位姿进行实时测量并反馈。采用一种基于关节空间控制和位姿空间动态补偿综合的机器人视觉闭环控制方法,并设计了动态校正控制算法。仿真结果表明:动态位姿闭环可以有效克服各种参数误差因素的影响,对机器人的绝对定位和跟踪误差具有校正作用,明显改善了轨迹跟踪精度,同时提高了鲁棒性能。绝对定位达到神经外科手术±1mm的精度要求,实际运用取得了令人满意的结果。     

五自由度装配机器人及其微机控制实验系统

为开展非确定环境下机器人智能装配策略的研究,对原示教－再现型四自由度ＳＣＡＲＡ装配机器人进行了改造,使其变成微机控制的五自由度装配机器人,并建立了基于力／位姿信息的装配状态监控实验系统,针对实际产品３ＳＥ３行程开关芯体与壳体的装配过程进行了插装装配控制策略的研究。     

同优先级的多水下机器人避碰控制

根据智能水下机器人(AUV)水下通讯相对困难的特点，在改进势力场法避障的基础上，实现了单机器人的避碰控制，在机器人群体间隐式通讯条件下，应用危险阈值和智能传感器的方法，成功地解决了优先级相同的多水下机器人编队航行过程中的避碰避障问题，并在仿真环境下验证了算法的有效性。     

基于双目视觉的机器人位姿标定技术研究

针对机器人位姿的测量,建立双目立体视觉传感器三坐标的数学模型。匹配相关的特征点,采用最小二乘法得到空间特征点的三维坐标。利用外部位姿线性方程的建立与求解确立机器人基坐标与工件坐标的矩阵关系。通过靶标法来确定机器人在某一位姿时工件坐标系和视觉传感器坐标系之间的齐次坐标变换矩阵的关系。实验结果显示,在没有噪声因素情况下,利用线性方法求解机器人外部位姿是可行的,能够满足系统精度要求。     

基于立体视觉的机器人位姿标定技术研究

针对机器人位姿的测量,建立双目立体视觉传感器三坐标的数学模型。匹配相关的特征点,采用最小二乘法得到空间特征点的三维坐标。利用外部位姿线性方程的建立与求解确立机器人基坐标与工件坐标的矩阵关系。通过靶标法来确定机器人在某一位姿时工件坐标系和视觉传感器坐标系之间的齐次坐标变换矩阵的关系。实验结果显示,在没有噪声因素情况下,利用线性方法求解机器人外部位姿是可行的,能够满足系统精度要求。     

多假设跟踪的移动机器人SLAM算法

针对基于视觉定位的移动机器人自主定位过程中容易产生多种候选位姿.提出一种基于多假设跟踪的同时定位和地图创建方法.该方法通过提取图像SIFT特征进行视觉量测,修正里程计累计误差,再利用多假设跟踪方法获得当前时刻的最优位姿,实时产生环境的栅格地图,并且随着机器人的位姿变化实时更新.研究结果表明:此算法不仅能够较好地创建环境地图,而且能够有效解决机器人"绑架"问题,提高自主定位精度.     

新型苹果采摘机器人的设计与试验

农业机器人是未来农业自动化发展的重要趋势。苹果采摘机器人作为一种典型的农业机器人,却一直难以实现,其主要受限于苹果空间分布的不规律性,以及存在视觉定位及采摘方式等技术难题。基于此,研制了一款新型苹果自动采摘机器人,由四轮驱动移动平台、双目视觉系统、机械臂及采摘手组成。新提出一整套设计方案,区别于多数针对局部的研究和仿真测试。介绍了整体方案的规划、移动平台的设计、双目视觉系统的工作原理以及机械臂的运动规划原理。样机测试识别正确率达到90.08%,采摘成功率为91.31%,平均采摘周期约为29 s,系统整体性能表现优越。     

基于视觉识别技术的移动式樱桃采摘机器人设计

为了降低樱桃采摘过程中的破碎率,提高采摘效率,设计一种新的基于视觉识别技术的移动式樱桃采摘机器人。将TI公司的32位数字处理器芯片TMS320F2812作为核心处理器设计移动式樱桃采摘机器人,本文给出硬件总体方案,并且通过SAA7105完成对视频图像的编码操作。软件设计主要包括樱桃的定位、机器人手眼标定和机器人路线规划。依据目标上多个点的三维位置信息对樱桃球模型进行重建,通过最小二乘法求出樱桃质心位置,实现樱桃的定位。将樱桃在机器人坐标系中的定位简化成求解摄像机坐标系和机器人坐标之间的映射矩阵,通过映射矩阵实现机器人手眼标定。考虑到樱桃的采摘要求,通过分段路径规划对机器人的运动进行控制。实验结果表明,所设计机器人图像处理性能强、定位精度高,在保证采摘精度的同时,有很高的采摘效率。     

基于视觉引导的Baxter机器人运动控制研究

高速和高精度的传统工业机器人已经广泛应用于制造业,但是传统工业机器人只能工作在结构化及封闭的环境中,从而限制了其应用领域。能够跟人协作互动、本质安全的智能协作机器人突破了传统工业机器人的环境限制,具有广阔应用前景。采用最新的智能协作机器人Baxter作为平台,介绍了双臂智能协作机器人Baxter的系统组成,分析了机器人操作系统(robot operating system,ROS)的通信机制,设计了基于视觉引导的智能协作机器人运动控制软件。机器人控制软件由视觉定位软件模块和手臂引导抓取软件模块组成,通过ROS的消息主题机制及ROS服务器来实现机器人手臂运动控制。实验结果证明,设计的控制软件能够准确控制Baxter机器人识别和抓取目标物体。     

人工智能在智能机器人领域中的研究与应用

智能机器人是人工智能的理想研究平台．在简要介绍人工智能发展历史的基础上,深入阐述了与机器人领域紧密相关的几项主要人工智能研究内容,并全面总结了人工智能理论与技术在机器人研究开发方面的具体应用情况：最后,结合研究工作对人工智能的未来发展趋势作了进一步的展望．对于从事人工智能与智能机器人研究工作的读者具有一定的借鉴作用．     

基于空间智能的网络机器人系统研究进展

介绍了空间智能系统的国内外最新研究成果,指出其与机器人智能系统有机结合的优势.其次,对国内外经典的基于智能空间的服务机器人智能系统研究实例进行分类介绍,指出二者结合中存在的问题和难点.     

截瘫行走矫形器智能技术研究进展

 智能截瘫行走矫形器即截瘫行走机器人，是一种基于行走机器人技术的特殊功能性智能行走辅具，主要辅助脊髓损伤患者完成站立、行走和上下楼梯。分析了目前国内外截瘫行走机器人研究进展及代表性研究成果，总结了其基本构件、技术特征及存在的问题，展望了未来发展趋势。关键词截瘫行走矫形器；智能行走辅具；行走机器人     

智能控制及移动机器人研究进展

在探讨自动控制面临的机遇和挑战的基础上, 简介智能控制的产生背景和发展过程, 认为发展自动控制的一条重要出路就是实现控制系统的智能化;结合正在进行的未知环境下移动机器人导航控制研究课题, 讨论了智能移动机器人研究的某些进展, 涉及移动机器人控制系统的结构、环境建模、路径规划及故障诊断等;概述智能控制的研究领域, 包括智能机器人规划与控制、生产过程的智能监控、自动加工系统的智能控制、智能故障检测与诊断、飞行器的智能控制和医疗过程智能控制等, 并提出智能控制有待进一步研究的若干问题. 该研究有助于了解智能控制及智能机器人的研究和应用.     

物联网机器人系统研究进展

物联网机器人系统是物联网技术与服务机器人技术的交叉领域,是物联网与服务机器人领域的研究热点。在分析物联网技术与机器人技术结合必然性及优越性的基础上,本文阐述了构建物联网机器人系统的指导思想和研究现状,重点介绍了网络机器人系统、普适机器人系统、智能空间机器人系统等分支系统的研究进展。最后,剖析了当前物联网机器人系统研究中存在的问题和难点,为进一步研究指明了方向。     

基于机器视觉的目标跟随六足机器人

针对智能机器人控制领域的机器视觉中的目标跟踪问题与机器人运动控制方法研究,设计实现了一款基于机器视觉的目标跟随六足机器人,该系统的机器视觉目标跟踪算法为TLD(tracking-learning-detection)算法,采用stm32嵌入式处理器驱动32路舵机控制板控制机器人运动,并设计实现了一种小型自动火控装置用于锁定目标后的定位打击.该系统融合了六足机器人运动学和机器视觉目标跟踪技术,对六足机器人步态进行研究,根据目标视觉导航,精确锁定目标,对目标进行瞄准打击做出了详细的设计实现工作.     

近20年中国智能机器人领域研究热点——基于CiteSpace的文献计量分析

在当今科技革命和产业变革发展背景下,智能机器人技术已然成为推动国家经济、社会发展的关键驱动力。以近20年中国知网(CNKI)数据库收录的2 258篇相关中文期刊文献为数据源,使用CiteSpace软件开展可视化分析,旨在总结分析我国智能机器人技术领域的研究现状、研究热点及其研究发展趋势。研究内容包括：从年度发文量、期刊发文分布、研究机构发文分布等3个方面开展统计分析;从关键词共现、研究机构共现、关键词聚类、关键词突现及时间线5个方面开展可视化分析。结果表明：中国智能机器人领域的年度发文量呈现出稳定发展且近5年呈现出快速增长的趋势,国内研究机构合作集群展现出跨域合作,高校、研究院与企业协同研究的特点,研究热点主要包括智能机器人、工业机器人、服务机器人、人工智能、传感器、机器视觉、路径规划、智能控制以及人机交互等,主要涉及智能机器人应用和关键核心技术与部件等两个层面。