基于分布式视觉的室内机器人定位系统设计与实现

针对室内移动机器人的自动识别规定区域的特定颜色目标物的定位导航,提出一种基于分布式视觉技术的机器人系统构建方法。通过场地外的摄像头采集机器人工作现场的图像,由计算机进行机器视觉处理后得到机器人的位置信息,再利用该信息控制机器人按路线行进。经过在3 m×5 m的区域内进行标定试验,证明机器人运行时最大位置误差为:15.6 cm,平均误差为8.1 cm;方位角误差最大为11.3°,平均误差为8.05°。     

基于超声波的零转弯半径自主跟随机器人定位控制研究

零转弯半径的自主跟随机器具有无正方向、自主跟随、运动灵活等特点。利用无线通信和超声波模块对机器人平台进行定位,通过PID控制确定机器人移动的距离、速度以及机器人转向。为了能达到自主跟随定位的目的,设计了一款手持设备。机器人在接收到手持设备的超声波信号后,通过数据的协同处理,可得到手持设备相对于机器人的位置信息。机器人检测到本体相对手持设备的位置信息后,通过控制算法使机器人向手持设备靠近,从而达到机器人跟随手持设备运行的目的。     

超声波零转弯半径自主跟随机器人定位控制

零转弯半径的自主跟随机器人具有无正方向、自主跟随、运动灵活等特点。利用无线通信和超声波模块对机器人平台进行定位,通过PID控制确定机器人移动的距离、速度以及机器人转向。为了能达到自主跟随定位的目的,设计了一款手持设备。机器人在接收到手持设备的超声波信号后,通过数据的协同处理,可得到手持设备相对于机器人的位置信息。机器人检测到本体相对手持设备的位置信息后,通过控制算法使机器人向手持设备靠近,从而达到机器人跟随手持设备运行的目的。     

基于射频及超声技术的室内二维定位系统设计

该文通过对比几种常用室内定位（In—location）方法,设计并实现了基于射频和超声波技术相结合的室内二堆定位系统。系统采用C51系列单片机为主控芯片,nRF24L01芯片作为射频通讯芯片,结合超声波发射与接收电路,融合射频和超声技术对二维平面上一点的位置信息进行获取,并通过LCD12864进行测量结果的显示。文章详细的分析了系统的工作原理并进行了测量电路的设计,由实际测量的数据对结果进行误差分析可知,测量数据误差在2％以内。     

基于主动信标和航位推测法的多机器人位置最优估计

针对一种新的多机器人交替定位方式,研究基于主动信标和航位推测法的多机器人位置估计算法. 指定多机器人中的3个保持静止作为信标机器人(不一定始终是同样3个机器人),其它机器人作为移动机器人. 通过超声波测距得到移动机器人与3个信标机器人的距离,并通过IEKF(iterated EKF)算法将距离信息和移动机器人的航位推测信息相融合,实现移动机器人位置的最佳估计. 轮流交换机器人作为主动信标的角色,即可实现多机器人的位置估计. 实验验证结果表明,移动机器人的位置估计误差在±10 mm之内;该方法有效,且不需要在环境中设置固定信标,可应用于未知环境.     

一种消防救援人员室内作业定位系统的设计

针对目前室内火灾的消防救援工作中，消防救援人员获取位置信息以提高救援工作效率的实际需求，设计了一种适用于消防救援人员室内作业的定位系统。该系统主要基于惯性定位技术，设计了足部绑式惯性导航模块，该模块通过与激光雷达辅助模块功能上的融合，可获取消防救援人员在火灾现场作业时的准确位置，且能够减少消防救援人员误入非目标房间的可能性。同时，本文给出了上述模块中保障系统实现高精度定位的两个关键技术，即基于改进支持向量机方法的姿态分类与识别和基于卡尔曼滤波的信息融合。应用场景的测试结果表明，基于相关技术，在宽敞的室内环境下单独采用足部绑式惯性导航模块即可获得较为精确的位置信息，在多房间复杂室内结构环境下，采用激光雷达模块进行辅助后，仍可获得满足实际定位需求的位置信息。     

基于相机标定技术的移动机器人辅助定位

通过相机标定技术在机器人定位上的应用,用以辅助室内机器人的定位。通过机器人内置的照相机,采集设定靶标的信息。文中利用坐标系的转换及对相机镜头的畸变处理,确定机器人当前所处位置与设定靶标间的相对位置,从而修正误差。     

基于动态时间间隔的超声波定位系统设计

针对传统的被动式超声波定位方法,无法对快速移动物体进行精确定位的问题,提出一种改进被动式定位方法。通过射频信号实现发送端与接收端的时间同步,根据移动目标的上一次位置信息,动态调整超声波发射端的发射间隔,使其既能保持多个物体同时定位的优点,又能保证系统的实时性。基于STC 12LE5612AD单片机搭建了自动导引运输车(automated guided vehicle,AGV)室内定位系统,对改进前后的超声波定位方法进行验证对比,结果表明,改进后的方法弥补了传统定位方法的不足,可以显著提高快速移动物体的定位精度。     

基于仿生的机器人室内地图构建方法的研究

针对现有机器人室内地图构建算法复杂、数据量大、所需设备昂贵等问题,提出一种仿生的室内地图构建方法.该方法通过仿生人眼对颜色信息和深度信息的获取与处理,进行路径识别与路径测距.通过仿生人类对距离模糊处理的特点,运用模糊集方法进行距离判定与表示.采用二维码对环境中的标志物进行标注,形成地图定位点,通过数据库实现了地图拓扑构建与存储.实验结果表明,在复杂的室内环境中,机器人能够通过查询数据库中的地图实现在室内自主行走.     

模块化软体机器人多模式运动分析

为了探讨模块化软体机器人驱动模式多样性对实现有效运动的影响,设计了一个6模块软体爬行机器人,并进行了多模式运动分析。使用差动运动模块设计了一个通过前进波在机体上的传递实现运动的机器人;分析了爬行过程中充放气模块的受力状态和充放气模块位置间隔之间的关系,得出了满足充气时模块获取的运动量、放气时模块向前传递运动量这一单向运动必要条件的位置间隔关系式,依据该模型得到了6模块机器人的10种可行运动模式;采用集中质量法对机器人建立拉格朗日动力学模型,通过ADAMS仿真验证了不同驱动模式的可驱动性;通过实验验证了机器人的可行运动模式并得出了不同模式下的运动速度。研究结果表明:使用充放气模块位置间隔关系公式来分析模块化爬行机器人运动模式可行且准确;多模块软体机器人具有丰富的运动模式,依据驱动模式的不同即可实现运动速度的变化;通过选用高效的运动模式A1D2,多模块机器人可实现最大运动速度13.2mm/s。