一种新型足球机器人色标设计方案

提出了一种基于颜色识别和区域识别相结合的FIRA Mirosot足球机器人视觉系统色标识别方案，在一系列的试验比较的基础上，设计出自己的机器人色标设计方案，并完成了视觉系统的软件设计流程。结果表明：该方案能快速、准确地获取足球机器人的位置信息。     

印刷机的色标检测自动变增益系统

针对现有色标检测技术误差测量失真较大和人为操作对准确度的影响等缺点,提出1种以嵌入式主板为核心控制单元的色标检测自动变增益技术.该技术先通过放大电路模块调整放大系数,放大系数调整好后,将色标传感器检测到的色标信号经放大电路模块送入嵌入式主板,嵌入式主板中DSP完成了信号采样的功能,FPGA完成自动调整基准电压的功能,实现电子轴印刷机在色标检测时基准电压随色标检测信号的变化而做出相应的调整.避免了现有的色标检测技术遗漏或增加色标信号的现象,从而可以达到准确检测色标的目的.此外,设计了电子轴印刷机的色标检测自动变增益系统,实际运行表明,该系统运行可靠,色标检测准确.     

集控式足球机器人视觉子系统的关键技术

简要概括了NewNEU足球机器人系统的视觉结构框架,对视觉系统的关键技术进行了详细介绍·关键技术包括图像矫正,图像分割和辨识算法·通过投影矫正和几何矫正,克服了成像系统本身存在的图像形变问题·根据足球机器人系统的特点,选择HSV颜色模型,用来构造分色器和建立颜色信息库,实现对图像目标的分割·讨论了各种色标设计方案,提出一种抗干扰性较强的色标设计方案,并给出了相应的辨识算法·     

不稳定光照条件下多机器人的视觉系统设计

视觉系统是机器人系统感知外界环境的主要传感器.为了提高系统在不稳定光照条件下的识别准确率和定位精度,提出新的色标设计和根据当前颜色阈值可信度来确定颜色阈值的方法,同时采用数字图像形态学的理论对识别结果进行优化.最后,在“家庭生活支援多机器人系统”中得到了验证.     

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.     

机器人视觉导航路径节点的编码与识别

为了解决视觉导航机器人利用九宫格进行自主定位时,存在的识别算法的鲁棒性较差和实际操作繁杂等问题,实现视觉导航机器人的自主定位,设计一种路径节点的二进制圆环编码方案并进行解码识别研究。实验表明,机器人能够准确识别各个路径节点,有效地解决了机器人视觉导航中路径节点的编码和识别问题。     

一种基于蚁群算法的多机器人协作方法

设计了一种基于蚁群算法的多机器人协作策略,由此解决多机器人系统在未知环境工作中的自主协作规划问题.针对多机器人系统在未知环境中可能存在任务死锁的问题,对基本的蚁群算法进行了相应改进,通过仿真验证了该改进方法的可行性.     

农业采摘机器人自动化监测与规划研究

农业采摘机器人的升级有利于解放劳动力,在构建农业采摘机器人系统的基础上,引入算法进行基于立体视觉的农业采摘机器人自动化监测系统设计,在此基础上进行机器人路径规划的研究.实验结果显示目标点的标定误差都在[-10,8]的范围内,测距结果显示测量误差在[-10,30]mm的范围之内,路径规划实验结果显示角位移和速度曲线的走势都是平滑的,没有停顿和振动现象.以上结果说明研究所设计的自动化监测农业采摘机器人系统表现良好,能够满足农作物自动化采摘的需求,能够实现自动化监测,成功规避了视觉延时带来的问题,并且可以保证运行过程中的平稳性.     

航天机器人手眼视觉模拟系统初步设计

介绍了国外航天机器人手眼视觉系统的构成及原理,给出了在地面模拟实验系统中基于PC机和图像采集卡的机器人手眼视觉系统的初步设计方案,包括硬件设计和软件设计等;对手眼视觉系统中的一些关键技术进行了初步的研究,包括摄像机标定及3D目标物体的位置和姿态测量。实验表明,上述算法满足机器人手眼视觉测量要求,为以后的实际应用打下了基础。     

足球机器人视觉系统的目标识别策略

根据RoboCup小型组足球机器人的比赛规则,提出了一种新的机器人小车的色标设计方案,方案中采用了一种切实可行、准确、高效的目标识别策略,在目标识别过程中,将移动网格技术与动态窗口技术相结合,在小型组足球机器人视觉系统中取得了较为理想的效果,与采用游程编码相比识别目标的平均时间少9ms以上.     

足球机器人视觉系统的目标识别策略

根据RoboCup小型组足球机器人的比赛规则,提出了一种新的机器人小车的色标设计方案,方案中采用了一种切实可行、准确、高效的目标识别策略,在目标识别过程中,将移动网格技术与动态窗口技术相结合,在小型组足球机器人视觉系统中取得了较为理想的效果,与采用游程编码相比识别目标的平均时间少9ms以上.     

多机器人系统的鲁棒一致性算法

针对部分信息已知且带有干扰的多机器人系统,设计一种新的鲁棒一致性算法,解决多机器人系统输出一致性问题.首先,给出轮式移动机器人系统的运动学模型,根据全局控制与局部控制策略相结合的思想,建立基于多智能体一致行为的数学描述;其次,提出一种合理的鲁棒性能指标,利用H∞鲁棒控制及微分对策方法,设计多机器人系统鲁棒一致性算法.仿真实验验证了上述算法不仅使多个机器人自主达到速度一致,并有效抑制了干扰.     

基于单目视觉的高速并联机器人动态目标跟踪算法

在高速并联机器人视觉分拣系统中,由于安装误差等原因,视觉系统与传送带以及机器人与传送带之间会存在一定的角度偏差,导致目标物体在分拣系统中的定位精度较低,使机器人末端不能精确抓取动态目标.而且传统的单目视觉定位及跟踪算法存在精度低、运算速度慢等问题,影响视觉分拣系统的计算速度,降低系统的实时性.针对以上问题,提出了一种基于圆特征的单目视觉定位与传送带标定结合的动态目标跟踪算法,首先不需考虑相机坐标系与传送带坐标系的角度偏差,拍摄一个圆形目标,并以光心为顶点构造直椭圆锥的几何成像模型.在此基础上利用其几何关系求取圆心在相机坐标系下的深度信息,再结合传送带标定与张正友标定方法,确定传送带编码器的比例因子以及机器人坐标系和传送带坐标系之间的角度偏差,并实时跟踪圆形目标运动过程中圆心在机器人下的位置.最后,对所提算法和传统算法分别进行实验对比,结果表明,该动态跟踪算法通过圆锥投影的几何关系推导圆心的空间坐标,避免了传统复杂的非线性方程求解,定位精度和计算速度大幅提高.该算法消除了传统算法的角度偏差,平均位置误差为0.82 mm,具有较高的定位精度.运行中系统耗时较短,运行效率得到了有效提高,且误抓率和漏抓率分别为0.2%和0,具有很高的实用价值.     

受限网络带宽下遥操作机器人的视频传输控制

针对搭载多个视像传感器的遥操作机器人系统,提出一套适用于遥操作系统网络应用层的视像传输带宽分配算法.根据遥操作机器人当前执行的任务计算得到各视像的传输权重,采用多目标优化方法,在总传输数据量不超过系统传输带宽的前提下,依据权重公平将传输带宽分配给各个视像传感器.该算法对于带宽受限的传输网络,通过修改视像采集分辨率与帧率达到控制传输带宽的目的,避免了因网络拥堵导致的传输丢帧现象,从而保障传输视像的实时性和完整性,使系统可以依赖于视觉图像质量完成遥操作任务.设计的算法已运用于实际变电站环境中的巡检机器人,为系统提供流畅完整的视频传输服务,验证了算法的实用性.     

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.     

基于路标的机器人自定位方法

介绍了一种基于路标的移动机器人自定位方法。为了解决仅仅利用视觉系统得到的路标信息使用蒙特卡洛自定位(MCL)算法进行机器人自定位时存在较大误差的问题,提出了一种将MCL算法与unscented卡尔曼滤波器相结合进行自定位的方法,将从机器人视觉系统获取的路标信息,从驱动轮码盘获取的位置信息,以及从电子罗盘获取的机器人方位信息进行有效融合,从而提高了机器人的自定位精度。实验结果表明,该方法不但可以提高机器人的自定位精度,而且具有较好的鲁棒性。     

一种新的双目立体视觉伺服控制模型及实验研究

针对目前手眼视觉伺服系统模型中普遍存在深度信息估计的问题,提出了一种用于双目视觉伺服控制的模型,该模型避免了深度值的测量与估计,提高了系统的控制性能,从而解决了未知物点的深度信息估计的问题。本文应用此模型,单独考虑机器人的运动学特性,设计了机器人末端执行器进行定位控制的控制器,仿真结果验证了该模型与控制算法的有效性;进一步提出了模型使用的改进算法,使该模型更具有宽泛的实用性;并且,进行了基于MOTOMAN UP6型机器人的双目视觉伺服控制实验,实验结果验证了该模型在实际控制工程中的有效性、可行性。     

基于事件预测的遥操作机器人系统的性能分析

Internet的时变时延及数据丢包严重影响了互联网遥操作机器人系统的操作性能,甚至造成了系统不稳定.为降低时变时延对遥操作机器人系统性能的影响,文中基于具可变滑动窗口的稀疏多元线性回归算法提出了单步时延预测算法,并在此基础上设计了基于事件预测的网络遥操作机器人系统.该系统在主端加入基于时延预测的离散路径管理器,它通过求解超前的优化函数,在线产生一个合适的预测路径的事件参数,从而提高跟踪性能和环境适应能力以应付突发事件的发生.根据Lyapunov稳定性定理,文中还推导得到了该系统的稳定性条件.本地实验和跨地区的遥操作机器人实验结果表明,文中方法能有效解决时变时延以及网络数据丢包引起的稳定性问题和性能下降问题.     

一种基于线阵CCD的真彩色循迹传感器的研究

颜色是机器人视觉识别的重要特征之一。本文提出一种基于线阵CCD设计的真彩色传感器,可以根据具体颜色中的三色比例进行色彩识别,并将其应用于机器人的视觉系统,进行循迹导航与定位。     

机器人足球视觉系统研究与实现

在机器人足球比赛这项综合性的高技术对抗活动中,快速准确地识别足球和机器人是决策系统的基础.提出一套机器人足球视觉软件系统的设计实现方案.采用直接TUV颜色模型输出,目标阈值建立采用手动和自动方式.利用颜色标志设计的对称性,改进累加取平均算法和旋转搜索算法,采用改进跟踪搜索算法进行目标搜索,提出智能组合算法思想.实验测试系统达到30帧/s处理速度,目标搜索准确性达到95%以上.