单目视觉SLAM车载摄像机快速位姿估计及景物重构

针对单目视觉同时定位与地图构建(simultaneous localization and mapping, SLAM)应用,提出一种快速车载摄像机位姿估计及景物结构3D重构算法。在无具体标定物的情况下,利用移动机器人二自由度运动导致摄像机采集视图中对应极点的特殊性质,标定出真实摄像机与虚拟摄像机间的相对姿态,并利用主动视觉方法进一步标定出移动机器人坐标系与虚拟摄像机坐标系间的相对位移;构造无穷单应变换,将真实视图中通过SIFT算法得到的假设欧氏匹配点集转换为对应虚拟摄像机的虚拟假设欧氏匹配点集,并利用基于RANSAC的归一化三点算法快速地对本质矩阵进行估计和分解;利用已观测到的路标三维信息,递归地剔除本质矩阵分解出的平移量的尺度不确定性,并利用线性三角形法重构出景物结构。实验结果表明:该算法在保证运算精度的同时,具有更快的运算速度。     

移动机器人车载摄像机位姿的高精度快速求解

在分析移动机器人车载摄像机位姿的特殊性质的基础上,根据摄像机的等效转轴构造辅助旋转矩阵,利用该旋转矩阵将原始待分解本质矩阵和单应矩阵转换为一类简单的、可通过初等数学运算进行分解的本质矩阵和单应矩阵。仿真实验的结果表明,该车载摄像机位姿估计算法较传统方法具有更高的精度和更快的运算速度,对摄像机等效转轴的扰动也具有很好的鲁棒性。此外,分解出的可能解的数目较传统算法减少了一半,且在除诱导单应阵的空间景物平面与地面垂直的情况下,均能直接得到移动机器人的唯一转角,为移动机器人姿态控制提供了极大的便利。     

输电线路行走机器人遥控器设计与实现

为了实现对输电线路行走机器人的远程控制,本文设计并实现了一款嵌入式无线遥控器。遥控器硬件部分主要包括基于Cortex-M3内核的ARM芯片STM32、电源模块、LED显示模块、键盘和远距离无线数传模块;软件上采用嵌入式μC/OS-II来实现任务调度和外围设备管理。遥控器根据按键的状态,按照本文设计的通讯协议向输电线上的机器人发送控制指令,并实时接收机器人本体返回的数据。液晶屏实时显示指令发送状态、机器人本体运行状态及遥控器自身状态。经过大量实验及实际应用表明,本文设计的遥控器具有高稳定性、高准确性、遥控距离远等优点。     

两种简单实用的测定相序电路

通过晶闸管、发光二极管等元件组成的电子线路及用单相功率表组成电路测定三相电源相序。     

应用型本科院校机器人实验室建设方案研究

研究并探讨一整套应用型本科院校机器人实验室建设方案。该方案根据学生个人能力的高低和教师选择教学内容的不同,提出包含基础教学阶段、高级教学阶段和设计研究阶段等三个层次的阶梯式实验室建设内容。     

基于FLC滑模切换SMC异步电动机防抖振控制

针对三相异步电动机标准滑模控制中的抖振问题,提出一种基于模糊逻辑滑模控制（FLC SMC）算法的异步电动机防抖振控制策略.基于系统状态变量非连续函数所创建的“滑动面”,引入模糊逻辑控制器来取代传统切换函数k1,2sgn〖JB((〗s1,2〖JB))〗,并利用SMC等效控制和FLC控制器的配合实现状态轨迹沿滑模面的平滑移动.本文推导给出SMC控制率和FLC控制器隶属度函数,并据此设计FLC SMC三相异步电动机仿真实验模型.通过仿真对比显示,所提算法对控制参数及负载转矩变化具有更好的鲁棒性,能有效起到防抖振效果.     

两种简单实用的测定相序电路

通过晶闸管、发光二极管等元件组成的电子线路及用单相功率表组成电路测定三相电源相序。     

一种新型的本质矩阵解析分解算法

为了由本质矩阵分解出两摄像机的相对位姿,提出了一种新型的本质矩阵解析分解算法。首先,利用本质矩阵秩2的属性求出两摄像机间的平移量;然后,利用求解旋转矩阵方程组的方法求出两摄像机间的旋转量;最后,利用直接求取空间3D点成像深度的方法快速从四组分解结果中确定出满足空间3D点可见性约束的惟一正确解。实验结果表明,本文提出的分解算法不仅避免了对本质矩阵进行复杂耗时的奇异值分解运算,而且分解出的四组解析解具有直观且明确的几何意义,同时因为完全避免了景物结构的3D重建,大大简化了惟一解确定过程,降低了惟一解确定难度。