基于Arduino控制器和安卓OpenCV的视觉目标追踪双足机器人的设计研究

本文介绍了一种目标识别双足机器人,能通过摄像头追踪并接近设定颜色的物体。本系统以安卓系统和Arduino微控制器系统为基础,运用安卓系统上的视觉库OpenCV4Android对采集到的图像进行视觉分析,再对设定颜色物体进行立体定位,然后通过蓝牙芯片向Arduino控制器发送指令,控制舵机驱动机器人向目标接近。     

工业机器人视觉引导关键技术研究

工业机器人专业性强,被广泛应用于工业领域。得益于机器视觉技术的快速发展,机器人控制引导技术功能也日趋完善。但是,其研究过程复杂,涉及的专业技术内容较多,对研究人员提出了极高的要求。本文主要论述工业机器人视觉引导系统构成及标定,并以此为载体对目标物体进行识别及定位跟踪,以期达到良好的系统应用效果。     

基于ROS和EtherCAT的视觉伺服7DOF机械臂仿真研究

将视觉传感器构建到机械臂一侧的视觉伺服系统是7自由度机械臂实现物体抓取和移动的有效方法,但此方法存在着对目标识别定位速度慢和末端执行器轨迹规划难的问题。因此,设计并实现了基于机器人操作系统(Robot Operating System,ROS)和EtherCAT的视觉伺服7自由度机械臂仿真平台。在ROS系统上,利用颜色机器视觉(Color Machine Vision,CMVision)算法实现了抓取目标的快速识别和定位;基于机械臂的D-H模型,求解得到逆运动方程,规划机械臂的轨迹,并应用比例、积分、微分(Proportion,Integration,Differentiation,PID)算法进行控制;在Linux上构建实时内核,利用EtherCAT技术实现了机械臂末端执行器的快速准确移动控制。测试结果表明,该平台能够实现目标的快速识别、定位和抓取,具备良好的稳定性和可操作性。     

基于颜色编码三维测量的图像处理

摄像机获得是二维图像,损失了深度信息,如何从二维图像中获得深度信息是发展机器视觉的关键.提出一种颜色编码技术实现物体的三维测量.这种编码方案以红、绿、蓝三原色以及它们的补色黄、品、青6种颜色作为基本颜色,按着任意相邻的3个条纹颜色排列顺序是唯一的方式组合,构成了颜色编码图案,并由投影仪投射到被测物体上.通过对摄像机拍摄的图像进行解码,获得物体的三维坐标.提出一种自适应二值化方法实现了彩色图像的二值化处理.针对不同被测物体表面采用不同的插值方法,提高了测量分辨力.设计了仿真测量系统,实验结果显示所用方法是可行的.     

基于Arduino和蓝牙技术的六足机器人控制系统设计

设计了一种基于Arduino mega 2560、舵机驱动板和Torobot蓝牙模块的仿生六足机器人控制系统,该控制系统以手机作为命令发送端,Arduino mega 2560和Torobot蓝牙模块作为硬件基础,利用Arduino IDE编程语言编写六足机器人运动控制程序,手机和蓝牙模块之间通过Bluetooth.spp软件发送控制指令并返回命令状态,从而实现六足机器人各种步态的控制。该六足机器人控制系统具备结构简单、操作方便等特点,利用手机便可以控制六足机器人的前进、后退和转弯等多种运动形态,并通过实验证明了设计的有效性。     

改进的Canny算法在工业机器人视觉系统中的应用

【目的】随着制造业对新型方式需求的提升，用机器视觉技术来提升机器人的抓取精度成为行业的研究重点。在机器人视觉图像处理过程中，传统的Canny算子存在人为设定高斯滤波及高低双阈值参数误差大等问题，需提高机器视觉的精度。【方法】本研究采用中值滤波和迭代法阈值选择算法得到阈值的方法，通过改进传统Canny算子中需设定高斯滤波及高低双阈值参数不足的问题。【结果】由试验结果可知，改进的Canny算子绝对误差值减小25%，相对误差值减小12.5%，可实现机器人视觉的精准定位。【结论】本研究基于改进Canny算子的机器人视觉技术，可完成精准、复杂的抓取任务，能满足工业柔性生产的需求。     

基于机器视觉技术的自动化理瓶机设计研究

整理瓶环节是影响灌装生产线效率的重要节点,人们要深入推进视觉检测技术与机器人技术的融合开发,研制自动化理瓶机,这是保证产品质量的有效手段。本文研究了自动化理瓶机设计方法和关键视觉算法,深入分析了视觉系统搭建、视觉系统标定、整理瓶的多目标分类跟踪技术算法、Delta机器人轨迹规划及动态目标抓取、视觉控制系统设计等关键研发问题,并详述了研究方法和具体实施方案。实践表明,在复杂环境(杂乱无章)下,自动化理瓶机充分利用机器视觉技术,可以完成复杂分拣、挑选、整理等高重复度工作,展现出良好的稳定性和高效性。     

毫米级多微型机器人协调策略的研究

针对电磁型微电机的毫米级微型机器人自身的特点,根据核工业管道检测的特殊需求,利用视觉传感器获得的位置信息,为实现多微机器人系统任务而设计了多微型机器人的协调策略,通过系统实验并进行了具体的论证.     

图象分割算法的改进研究

针对传统基于图论的图象分割方法对噪声敏感以及计算复杂度大的问题,对传统算法进行了相应的改进,综合考虑像素的灰度信息和空间位置信息,计算权函数表达式时充分考虑到节点之间及节点与区域间的空间近邻关系.对比实验表明,该算法能够有效地从背景中把目标物体分割出来,并且当目标物和背景相近时,相比其他两种算法能够去除更多背景;该算法分割结果更接近于人眼视觉特征.     

基于众为兴AR6520机器人与AVS视觉定位的不同工件分拣系统研究

本文通过众为兴AR6520四轴机器人与AVS视觉定位系统,以以太网通信的方式,利用ADTVision视觉软件对不同图形标注的工件进行识别,并用机器人进行静态抓取分拣。     

基于OpenCV运动中可变特征目标的检测和跟踪

利用OpenCV计算机视觉库实现运动中目标的检测和跟踪,其目标特征允许发生变化,在运动的情况下实现上述功能要求设计的程序代码注重实时性。使用摄像头对目标物体所在场景进行图像采集,按Haar特征的积分图运算方式,快速地产生含有当前和预估下的目标特征的级联分类器用于目标检测识别。在整个检测过程中,加入了自主学习的模块,通过不间断地对目标进行新特征采样和学习、更新级联分类器,解决在运动状态下识别产生新特征的目标。实验结果表明,本设计在目标物体或摄像头各自运动过程中能实时地有效地对目标实现检测和跟踪功能。     

基于OpenCV复杂环境抠像技术的老年娱乐系统模型

利用开源计算机视觉库OpenCV作为图像处理工具,研究复杂环境下差分抠像技术的改进。通过RGB值补偿解决家用摄像头自动白平衡产生的颜色变化问题;消除差分抠像中对象产生的阴影;对通道优化并提取目标通道,经阈值化得到的二值图像作为遮罩以提取目标对象。实验表明,此方法可有效提取复杂环境下的前景目标,基于此种技术探讨对老年用户娱乐系统模型开发的技术支持和拓展。     

MiroSot足球机器人系统的构成分析

MiroSot系统是近几年发展起来的一个多智能体系统平台,是机器人研究的热点.MiroSot涉及人工智能、自动控制、机器人视觉、无线通信等众多研究领域.详细论述了MiroSot系统的整体结构及其所包含的视觉、决策、通信和机器人小车等4个子系统.结合研究实践阐述了目前国内外MiroSot系统的研究现状和今后的发展方向.     

一种基于自适应高提升滤波的遥感影像的阴影处理方法

利用遥感影像的颜色特性,基于亮度的阈值检测方法,将阴影区和光照区进行分割;通过高提升滤波方法对阴影区域进行补偿处理.实验证明,对分割出的遥感影像的阴影区域进行补偿处理后,区域内形状信息更加明显.经如上方法预处理后,明显提高了遥感图像超块分割的精确度,进而提高目标物体提取的精度.     

多媒体课件的视觉传播效果评价系统设计

随着信息技术的不断发展,多媒体技术在教育教学中的地位逐渐提升。为了使多媒体技术更好地为教学服务,需要应用多媒体课件视觉传播效果评价系统对其使用效果进行评价,但此系统由于评价计算能力较差,造成了评价响应时间较长的问题。因而,设计新型多媒体课件视觉传播效果评价系统。系统硬件优化过程主要分为3部分,通过对中央控制芯片、系统硬件串口以及网络接口提升系统的硬件性能。同时,设定新型视觉传播效果评价指标体系,使用聚类分析技术验证指标构建合理性。计算指标信息熵,构建特征判断矩阵,完成评价过程。将硬件与软件相结合,至此,多媒体课件视觉传播效果评价系统设计完成。构建系统测试环节,通过对比可知,此评价系统优于传统评价系统。     

复杂自然背景下的人造目标检测

为了解决图像处理中目标检测的问题,提出了一种新的检测方法.该方法根据自然物体和人造物体在纹理上表现出的不同特性,首先将图像划分为若干个子块,然后按各个子块梯度的幅度和方向进行像素编码,最后利用设定的标准检测人造目标.仿真结果表明,新方法可用于不同分辨率的图像,且具有较好的鲁棒性,能够节省存储空间和运算时间,适合于实时处理的场合。     

基于计算机视觉的拉索振动测试

提出了一种基于计算机视觉目标跟踪算法的非接触式拉索振动测试方法。首先通过目标跟踪算法对相机采集的拉索振动视频图像序列进行分析,识别拉索表面标靶在图像平面的像素位移时程数据,然后根据快速傅里叶变换算法获取振动频谱,采用直接峰值法提取频谱峰值,得到拉索各阶自振频率。介绍了视觉测振方法流程,针对当前视觉测振方法采用的目标跟踪算法鲁棒性差、实时性低的问题,引入了高效的核相关滤波跟踪算法,基于KCF和CN两种经典核相关滤波跟踪算法的原理和MATLAB平台设计了视觉测振系统软件。在实验室中开展了钢绞线振动试验,将视觉测振方法与加速度计方法的频率识别结果进行对比,结果表明：视觉测振方法识别的钢绞线各阶自振频率与加速度计结果非常接近,最大频率相对误差为-0.12%,验证了视觉测振方法的可靠性。     

仿真机器人足球比赛系统的研究与实现

机器人足球比赛是一个典型的多智能、高度集成化的信息技术系统．它是一个集视觉技术、无线电通讯技术、控制技术、多传感器融合技术、战略战术和仿真等技术的综合系统．机器人足球比赛的胜负与一个国家的通讯技术、传感器技术、实时视觉技术、机器学习、仿真等技术的水平联系在一起,所以一个国家的机器人足球比赛研究的水平往往能够反映该国信息工业现代化的程度．     

力触觉增强的虚拟现实工厂系统

现有虚拟现实工厂只能依靠头戴式显示器和手柄进行单向的视、听觉虚拟操作，难以进行双向的沉浸式触觉交互。针对此问题，采用力反馈控制器设计了一种力触觉增强的虚拟现实工厂系统。以Unity3D为基础，采用3DMax对工厂内多类型工具和零部件进行三维视觉建模，并通过反射探针、光照探针等组件进行立体化视觉增强。在此基础上，为虚拟空间物体增加刚体、碰撞体、关节等组件，建立虚拟空间的触觉反馈模型，实现了力反馈控制器与虚拟空间物体的实时触觉交互。实验表明：系统可提供重力、摩擦力、恒力等多种力触觉感知，支持对20余种工具、零部件的触摸、抓取等触感操作，能感受模型、轮廓以及质量等物理属性，实现了虚拟工厂中“视触听”多维立体化的沉浸式操作。     

视觉机制模拟中的局部参数自组织映射方法

为模拟视觉系统对彩色场景进行初步处理的机制,提出一种局部参数自组织映射方法. 以局部颜色均值、局部颜色对比度以及位置作为特征,用自组织映射进行分类,实现图像分割、边缘检测和轮廓分离等功能. 对仿真及自然彩色图像的实验结果表明,该方法能并行实现上述功能,将具有不同类型特征的部分映射到输出空间的不同位置,符合视觉系统的特征映射和并行处理的特性. 该方法为研究和模拟视觉系统的机制提供了参考,也可用于图像处理中的多任务并行处理.