视觉伺服移动机器人中的图像处理研究

从机器人彩色视觉的形成机理入手 ,分析了影响视觉的主要因素 ,其中包括光照条件与成像元件等 ,设计了一种基于知识融合的视觉图像处理方法 ,将其应用于机器人的彩色视觉后 ,增加了机器人视觉系统的鲁棒性 .研究表明 ,该方法可以在环境光场有变化或光场分布不均匀的情况下快速、准确地计算出移动机器人的位置与姿态 ,定位误差不超过 4× 4的像素点范围 ,角度误差在±2° ,因此满足了视觉伺服系统性能指标的要求 .     

基于图像视觉伺服的移动机器人自主导航实现

提出了一种基于移动机器人双目摄像头的图像视觉伺服方法,实现了基于图像视觉伺服的移动机器人自主导航.当匹配图像特征点时,采取KLT算法和基于Harris算子角点检测与匹配算法相结合的方法,大幅优化了整个工程的运行时间,并结合RANSAC算法剔除误匹配的特征点对,使机器人能够精确地定位.实验结果证明该方法有效、正确.     

基于图像矩的机器人视觉伺服

区别于图像的简单几何特征,利用图像的全局特征描述子－图像矩特征作为图像作征信息,推导了矩特征变化量与相对位姿变化量之间的关系矩阵,即图像雅可比矩阵。针对平面视觉伺服控制,利用了所推导的基于矩特征的图像雅可比矩阵,在不需要知道目标的成像高度、摄像机焦距及不需要精确标定的摄像机外部参数的情况下实现了基于图像的视觉伺服控制,最后给出了仿真与实验例子,表明了矩特征的有效     

基于图像的机器人视觉伺服控制

介绍了基于图像的机器人视觉伺服原理和基本实现方法，详细阐述了图像特征提取和视觉伺服控制器设计中所面临的问题及其解决办法，并展望了未来的发展方向。     

基于单目视觉的移动机器人伺服镇定控制

针对轮式移动机器人的单目视觉伺服镇定问题,在深度信息、机器人坐标系与摄像机坐标系间平移参量未知、摄像头光轴具有固定倾角的情况下,建立了移动机器人在摄像机坐标系下的运动模型.针对该模型提出了一种基于平面单应矩阵分解的鲁棒自适应控制方法,保证了误差的全局指数收敛.仿真和实验结果表明:所设计的控制器可以保证移动机器人指数收敛到期望的位姿,同时所设计的鲁棒自适应控制器对参数不确定性具有一定的鲁棒性.     

基于视觉伺服的飞行器交会对接技术

目的利用视觉伺服对照相机或终端执行机构进行控制,实现飞行器的交会对接。方法在航天器动力学和运动学模型的基础上以二维图像特征作为反馈,结合视觉伺服算法,控制飞行器到达预定位置。结果提出将视觉伺服运用于飞行器导引技术,得到了基于图像的视觉伺服数字仿真结果,飞行器控制精度满足要求。结论基于图像的视觉伺服算法可以有效解决航天器交会对接的控制问题,且参数选择以及控制器设计对系统性能有不可忽视的影响。     

基于PSO-GA-BP神经网络的视觉伺服控制系统

传统的基于图像视觉伺服控制需要计算雅可比矩阵和解雅克比矩阵的逆,其结构复杂、计算量大且系统 的实时性不够理想。基于粒子群遗传算法优化的 BP(Back Propagation)神经网络(PSO-GA-BP: Particle Swarm Optimization-Genetic Algorithm-BP)通过学习图像特征空间到机器人运动空间的映射关系,实现了“眼在手上”的 机器人视觉伺服控制,通过优化 BP 神经网络的权值和阈值,防止了其训练时间长、收敛速度慢等弊端。实验 结果表明,优化后的算法运算效率较高,所设计的控制器能使机器人末端执行器在更短的时间内达到预期位 置,图像特征点运动位置的实际值与期望值平均误差约为 2 个像素,具有良好的收敛速度和控制精度。相关结 论可为机器人视觉伺服控制提供优化依据,提高算法的应用性能。     

基于人工免疫算法的图像直接反馈视觉伺服

提出了一种基于图像直接反馈的平面视觉伺服控制方法,其特点是不需要提取期望图像与反馈图像的图像特征而用人工免疫的智能进化算法直接求解期望图像与反馈图像之间的位置与夹角误差向量,再将此误差信号经视觉控制器转换成机器人空间的位姿增量信号发送给机器人控制器,从而完成视觉伺服闭环控制。与传统的基于图像特征的视觉伺服控制方法相比具有更好的通用性与稳定性。对算法的关键技术、实现步骤及参数选择进行了深入分析,并通过实验验证了所提方法的有效性与稳定性。     

基于图像的PUMA560机器人视觉伺服控制分析

为了较好地解决PUMA560机器人视觉伺服控制系统中的控制精度问题,提出一种基于图像的自适应视觉伺服控制策略.该控制策略以机器人运动学与动力方程、参数估计以及控制器的设计为基础.新型控制器能够在机器人运动的同时,在线估计雅可比矩阵和摄像机相对机器人末端的变换矩阵中的未知参数,并进行稳定性分析.仿真与试验结果表明,该新型控制器使系统具有较强的动态特性和稳态特性,可得到理想的控制效果.     

一种基于旋转矩阵分解的视觉伺服控制算法

针对传统视觉伺服控制算法易使目标物品脱离摄像机视野而致伺服失败的缺点,从表征当前摄像机坐标系与期望摄像机坐标系姿态关系的旋转矩阵中分解出了等效转轴和等效转角,利用它们构造了一种可以有效控制摄像机朝向的任务函数矢量,并推导出了表征任务函数矢量变化量与摄像机运动速度间非线性映射关系的雅可比矩阵。然后构造了任务函数,并根据李雅普诺夫第二方法设计了解耦的视觉伺服控制律,最后对所设计的控制律进行了实验验证。实验结果表明,使用旋转矩阵分解方法构造的任务函数矢量来控制摄像机朝向,可使目标物体始终位于摄像机的视野之内,从而有效避免伺服失败。     

一种用于小型敏捷仓库的AGV视觉导航方法研究

随着物流行业的发展,物流自动化仓库正在朝着多用户、多品种和高度灵活性的柔性自动化仓库发展,传统AGV(automatic guided vehicle)难以满足物流仓库的新需求。针对实际需求,基于色差阈值分割的方法对AGV的导航路径偏差进行提取并融合,采用"预瞄闭环控制"的思想设计路径跟踪控制器,实现了机器人高精度的路径跟踪。最后,在搭建的模拟仓库中,对设计AGV的导航性能进行了全面测试,实验结果表明,该视觉导航AGV导航灵活,精度高,运行平稳,可以满足柔性仓储的需求。     

基于RFID阵列的无轨AGV系统的研究与设计

为改进有轨自动导航小车(AGV)的不足,研究一种基于RFID阵列的无轨AGV系统。该系统包括RFID阵列地板、无线通信网络、上位机、运行场地地图、小车运行控制系统;AGV安装若干RFID读卡器,运行在RFID阵列地板上,运行时通过读取地板下RFID电子标签的ID号,并通过无线通信网络发送到上位机;上位机构建和存储RFID阵列地板地图,上机位将接收到的ID号与存储的地图进行对照,计算出小车当前的位置的运行姿态,依据预设的运行路径生成AGV当前的控制指令并通过无线网络发送小车,控制小车的运行。系统通过利用RFID与地图实现定位,上位机生成控制指令的方式,实现AGV无轨运行。验证测试结果表明,AGV在预设运行路径上行驶,平均定位精度5cm,实用性好,稳定性高。     

基于MATLAB的AGV运行故障仿真研究

自动导引车（AGV）是自动化物流技术的三大标志之一。介绍了AGV及其发展现状,提出了一种基于MATLAB语言的AGV运行故障仿真思想,并结合具体实例进行仿真,为AGV的选型提供了一种参考思路。     

基于场扫描的AGV路径识别

为了提高AGV系统的独立运行能力及其适应性，采用一种以图像处理技术为基础的视觉导引方式，实现了对各种复杂路径的定位识别首先将车载CCD摄取到的路径图像进行滤波预处理，并依据自适应闽值法对其进行分割；其次，采用一种基于场扫描的图像去噪及修补方法对分割图像作去噪及修补处理，以提高系统对各种复杂路径图像的适应性；最后，通过边缘检测，确定路径中线，实现路径定位。实验结果表明，该方法对复杂路面环境具有良好的适应性，提高了AGV运行的可靠性。     

自动化集装箱码头多载AGV调度问题研究

多载AGV是一种自动化集装箱码头水平作业设备,它可以同时搬运多个集装箱,可缩小AGV流的规模,增大AGV的利用率.为了提高自动化集装箱码头的作业效率,考虑了垂岸式集装箱堆场布局,以最小化作业总费用为规划目标,以作业限制、时间窗长度、负载平衡等为约束条件,以事件驱动的调度策略为研究方法,建立了多载AGV调度问题的混合整数规划模型.同时利用GUROBI和遗传算法求解多载AGV的作业总费用和空载率,并与相同条件下单载AGV的作业总费用和空载率对比,验证了多载AGV的优越性.     

基于机器人操作系统的室内运输自动导引车系统及其设计

针对当前室内运输自动导引车(AGV)导引技术存在灵活性差、开发成本高、路径维护烦琐等问题,设计并实现了一款基于开源机器人操作系统(robot operating system, ROS)的室内运输AGV系统。该系统包括硬件层和软件层两部分。在硬件层,综合考虑现实需求、性能、成本等因素后进行硬件选型,同时搭建了AGV底盘和单舵轮行走机构,为软件层提供了一个稳定、灵活的运行平台。软件层设计包括ROS规划端和网页人机交互端两部分。ROS规划端进行AGV地图构建、自主定位、路径规划、路径跟踪、自主导航五大功能模块设计;网页人机交互端实现远程人机交互功能。测试结果表明,基于ROS的室内运输AGV系统能够有效地完成室内自动化运输任务,且路径维护灵活简便,整个系统具有很强的可行性和实用价值。     

基于模糊控制技术的AGV运动控制器设计

针对AGV的控制要求,提出了一种模糊运动控制器的设计方案,阐述了模糊控制器的原理,制定了模糊控制规则,并在大量的实验基础上得到了解模糊结果。经实际运行验证,该AGV模糊控制器的稳态精度较高,纠偏速度较快,对场地适应性强、运行稳定可靠,具有较高的实用价值。     

一种嵌入式Linux视觉引导AGV系统的设计

基于ARM9处理器和开放源代码的嵌入式多任务操作系统Linux的AGV设计的总体方案。其中,研究了图像采集、图像处理,以及控制、使用ARM9,嵌入式Linux应用于AGV会使得设计新的嵌入武控制系统时,只需编写应用程序以及驱动,就可快速的完成一个全新的嵌入武系统,因此使得系统容易实现,价格低廉,且效果好。     

卡尔曼滤波在视觉伺服机器人控制中的应用

在基于视觉伺服的机器人控制中,准确跟踪动态目标的关键在于快速准确地完成连续图像中的目标辨识.本文在基于特征差异的彩色目标识别方法的基础上,应用卡尔曼滤波算法对运动目标位置进行预测,在预测的局部范围内搜索匹配目标,将全局搜索改变为局部搜索,大大减少了图像处理数据量,提高了机器人快速跟踪运动目标的实时性.     

一种基于无线传感器网络的AGV精确定位方法

文章对AGV的定位方法及无线传感器网络进行了研究,在分析了传统AGV定位方法不足的情况下,提出了一种利用无线传感网络技术对AGV进行精确定位的方法.该方法首先利用基于到达时间差(TDOA)的定位算法计算锚节点与盲节点之间的距离,之后利用最大似然估计算法计算盲节点的坐标.提出一种时间参数补偿的方法来消除TDOA测量中的误差.构建了一种新的AGV定位模型来求取AGV的坐标及姿态.实验结果表明该方法有效的提高了系统的抗干扰性能,能够实现较高的定位精度,定位精度在10 cm以内.