一种基于凸壳的智能服务机器人路径规划算法

将一种基于凸壳的路径规划算法应用于体育场智能服务机器人,首先采用基于Haar特征分类器的方法确定球的坐标,采用基于颜色模型的方法确定机器人的位置及航向,并根据机器人的自身特点,将一定范围内的多个球视为一个目标点处理;然后以目标点坐标作为算法输入,采用基于凸壳的路径规划算法得到一条较优的捡球路径.该算法可以降低机器人的捡球运动代价,有效提高机器人的捡球效率.     

基于机器视觉的平面夹角测量方法

为解决制造、建筑等领域中的平面夹角实时测量问题,提出了一种利用机器视觉的非接触式平面夹角测量方法.该方法首先在两待测平面上分别标记出一个圆及其圆心,测量时仅需使用一台已知其内部参数的数字相机,在空间任意位置进行一次拍照,获得圆心和部分标记圆图像即可;然后通过最小二乘法拟合出各平面上圆图像的方程及其圆心的图像坐标,即可确...     

基于结构光立体视觉的激光再制造工件的测量

为了实现激光再制造工件的快速准确测量,提出了1套与激光再制造机器人耦合的视觉系统.该视觉系统由2个摄像机、1个激光投射器和计算机组成.摄像机和激光投射器组成扫描测头,由6自由度机器人手持实现多视角扫描.并自动完成数据拼接,消除‘死角'.首先,通过MATLAB编程完成系统标定,分别标定出单目摄像机内外参数矩阵,双目相机关...     

虚拟线性倒立摆模型在行走机器人双腿支撑相中的应用

为了提高双足机器人步行运动的稳定性,将双腿支撑阶段的机器人简化为一个虚拟的线性倒立摆模型。该模型以机器人运动的ZMP(zero moment point)为虚拟支点,以机器人质心为模型的质点;在运动中保持质点高度不变。通过预先设定ZMP的轨迹,即可获得机器人质心在双腿支撑阶段的运动轨迹。将该模型与机器人单腿支撑阶段的普通线性倒立摆模型综合运用,就能保证步行时机器人质心速度变化的连续性和步行运动的稳定性。该方法在实际机器人上进行了实验验证,结果表明该方法能够很好地适用于实际机器人的步行运动。     

管道机器人弯管运动转体原因分析

为避免管道机器人弯管内运行时发生转体现象而影响管内任务的执行,对机器人转体的原因进行了深入研究.以建立的管道机器人弯管运行的位姿模型为基础,对机器人的受力状况进行了分析,建立了机器人过弯时的转体力矩模型.通过对转体力矩的分析,揭示了管道机器人弯管运行时发生转体的根本原因,并指出了管道机器人弯管运行的最佳姿态角.理论计算表明:当机器人以最佳姿态角运行时,机器人转体力矩几乎为0,不发生转体;当机器人以其他姿态角运行时,将出现一个不为0的转体力矩,该力矩使机器人向平衡姿态角方向转体,直至机器人姿态稳定为止.在实际应用时,使机器人在平衡姿态角运行为最佳.仿真结果与理论计算基本一致,该研究为人弯管内的姿态稳定运行提供了一定的理论依据.     

基于双目视觉的水泥混凝土路面错台检测方法

针对水泥混凝土路面错台测量手段的不足,提出了一种基于双目视觉的错台测量方法.该方法根据双目摄像机的成像特点和水泥混凝土路面的图像特征,对接缝位置进行定位和错台计算.定位分为2个主要步骤,一是基于灰度投影的粗定位,二是在粗定位的基础上提取接缝附近图像,利用灰度投影和边缘投影精定位.由双目视觉测量系统计算相邻2块水泥板在错台附近点的三维坐标,利用这些坐标计算错台量,其中关键环节是在双目图像匹配时提出了一种基于匹配点位置估计的匹配算法.试验表明,与直尺测量结果吻合.     

基于表观特征的单目视觉算法实现的注视方向估计

视线跟踪作为一种重要的人机接口模式,能够提供丰富的人机交互信息.提出了基于单目视觉的视线跟踪方法( Monocular Vision Approach,MVA).从眼部图像提取的表观特征,再经过支持向量回归( Support Vector Regression,SVR)计算实现可头部动作的注视方向估计.本方法仅用一个摄像机采集一副人脸图像作为输入数据,输出的计算结果是人的头部姿态和注视方向,以摄像机坐标系为参照系.采用的表观特征是基于方向二值模式( Directional Binary Pattern,DBP)算法,解析瞳孔在眼窝中运动引起的图像纹理变化.视线跟踪方法首先将双眼分割出来,并编码成高维的方向二值模式特征,最终通过支持向量回归作为匹配函数计算注视视角.共有11个人共23 676回归样本,按照姿态分成5个聚类集合.实验结果显示,基于本方法进行注视方向估计可以获得3°的测试误差.     

竞争型遥操作机器人实验系统研究

基于网络遥操作多机器人系统的作业目的,介绍了竞争型MOMR与协作型MOMR的特点.在此基础上,首次提出了竞争型遥操作机器人系统理想的测试平台一种基于Internet的C/S模式的足球机器人遥操作实验系统,描述了系统开发中的若干关键技术,如系统组成、体系结构、服务器端控制系统结构和遥操作客户端的关键技术等,给出了Internet性能测试实验实例.通过国际遥操作足球机器人比赛,证明了该系统具有良好的交互性、实时性和稳定性.     

一种分类机械手的研制与开发

提出了一种用在晶体角分类机上替代工人来完成卸料及分类工作的机械手.该分类机械手是机械、电气传动、气动控制、嵌入式微控制器和微电子器件相结合的产物.机械部分构成了分类机械手的骨架;步进电机等使分类机械手实现了准确运动;气动元件使分类机械手变得灵巧、简捷.借助于系统状态变换等方法,以微控制器C8051F206为核心的分类机械手控制器的软件给予了分类机械手某些简单的人工智能,使其能准确无误地重复完成卸料及分类任务.分类机械手的基准定位与步进电机步进计数控制的结合可使其长期运行无积累误差.经在工业现场的长期使用证明,该分类机械手设计合理、工作可靠.     

机器人足球训练中视觉感知与动作执行同步机制

主要研究RoboCup训练中球员视觉感知与动作执行同步的技术.在全面分析RoboCup现有同步方法存在问题的基础上,提出一种动态的视角调整方法,即通过对球员视角宽度的调整控制视觉信息到达的时刻,结合动作指令发送的特殊策略,实现球员向服务器发送指令时机的优化,以达到最佳同步效果.关于球员视角宽度动态切换的实现,具体包括:基于增强视觉检测的视角切换与分类视角动态切换2种方法.对比实验证实了该同步技术的优越性.