网络机器人遥操作系统H.264帧内编码改进算法

H．264／AVC标准算法是目前最适合低速率下进行图像压缩传输的算法之一,但是帧内图像压缩编码后数据量依然比较大,对于网络机器人遥操作系统应用来说依然影响系统的实时性．结合基于网络的机器人遥操作系统中机器人控制的特点,文中对H．264／AVC标准算法中帧内编码提出了一种改进算法,即对于机器人本体部分图像采用帧内预测编码,而对背景部分图像采取帧问运动补偿编码．利用图像投影原理和机器人运动学方程,能够快速实现机器人部分视频对象分割,从而满足帧内编码改进算法的要求。     

基于TCP OVER UDP技术的机器人遥操作系统中视频传输的研究

针对机器人遥操作系统中采用传统网络传输协议传输实时数据的局限性,比较分析TCP和UDP协议的传输特点,提出了在UDP协议上传输TCP服务的TCPOVERUDP技术,详细阐述了TCPOVERUDP技术的实现细节,在应用层实现了TCPOVERUDP传输技术,并把TCPOVERUDP技术应用到机器人遥操作系统的视频传输中。实验结果表明TCP OVER UDP技术在降低视频数据传输丢包率和传输时延两个方面都具有良好的性能。     

分层码率控制策略在机器人遥操作中的应用

为实现卫星自维护遥操作系统中稳定可靠的视频反馈目标,提出一种基于分层码率控制的视频传输策略.利用实时探测到的带宽选择不同码率的视频流分层,使得视频传输对于不同的网络带宽具有自适应性.试验结果表明,该策略能够在波动带宽下给予遥操作者稳定流畅的视频反馈,有效地提高了遥操作系统的视觉临场感性能.     

空间机器人遥操作系统设计及研制

针对空间机器人的特点设计了多种遥操作控制模式,提出了空间机器人遥操作分层控制结构LATSR(Layered Architecture for Teleoperation of Space Robot),并研制了一套遥操作系统,包括任务规划子系统、主从控制子系统、预测仿真子系统、信息处理子系统和地面验证子系统.最后利用该系统开展了多项遥操作实验,对整个系统及各子系统的功能和性能进行了检验.该系统具有灵活的操作接口,既为一般用户提供了简便的用户界面,也为机器人专家提供了底层控制能力.     

基于虚拟向导的多操作者多机器人遥操作系统

网络传输时延的不确定性和机器人之间的有效协调是基于Internet的多操作者多机器人遥操作系统研究的关键问题.采用Java和Java3D技术构建了基于Web的虚拟操作环境,改变了传统上基于视频信息作为反馈的操作模式,克服了网络传输时延对系统操作性能的影响.提出了基于虚拟向导的概念并加以实现,处于异端的操作者能够准确地预测其他操作者的操作意图并实现有效的协调动作.最后,通过两个典型操作实例的分析,验证了系统的合理性与可行性.     

基于虚拟现实的遥操作机械臂三维预测仿真

首先介绍机器臂的基本模型，然后阐述基于虚拟现实的遥操作机器人系统结构，提出运用VRML—JAVA技术在微机上对关节型机械臂进行运动仿真研究．结果表明：在机器人遥操作中，应用虚拟现实技术可以预测显示机器人的运动轨迹，实现对远端机器人进行预测控制。     

避免误操作的遥协作模糊控制方法

现有的遥操作系统中普遍存在的问题是受环境、心理、生理等影响，操作者在遥操作机器人过程中可能由于误操作产生不可预料的后果．为了解决操作者误操作问题，提出对基于操作者通过选择操作手法得到的模糊操作量和对基于多传感器融合决策产生的模糊控制量采取加权和的遥协作模糊控制方法．以遥操作机械手臂为例，通过单纯由操作者、单纯由多传感器融合决策和遥协作模糊控制3种方法进行实验，验证所提出方法的合理性。     

基于虚拟现实语言的机器人三维仿真系统软件

结合虚拟现实技术的软件平台VRML语言,对机器人三维仿真模型进行了分析和建模;用VRML语言和JAVA语言编写了一个三维机器人仿真系统,对机器人运动学正问题、运动学逆问题、轨迹规划以及环境状况进行了三维仿真;对遥操作机器人的仿真进行了网络传输模拟,并对遥操作机器人与虚拟现实的技术结合的前景进行了展望。     

一种弧焊机器人网络视频监控系统的设计与实现

为实现弧焊机器人的远程控制，基于DS-400xM系列图像采集卡开发了网络视频监控系统．其硬件由CCD摄像机、图像采集卡、视频服务器和客户端计算机构成，软件基于VC＋＋6．0开发．在实验室条件下对该系统进行了测试，结果表明，系统可行，可供被授权用户在网络中任何地方进行访问．     

基于KUKA工业机器人的遥操作控制系统设计与异构主从控制方法研究

为了适应特种环境作业的需求,本文提出了一套以KUKA工业机器人为从操作手的遥操作控制系统设计方法以及基于相对位姿尺度变换的遥操作控制方法。通过Eth.KRLXML软件接口与主控计算机建立TCP/IP连接进行通信,实时地反馈机器人的关节角度与末端位姿等信息,同时接收并执行主控计算机的控制命令。针对异构型主从遥操作控制系统,提出了一套基于相对位姿尺度变换的遥操作控制算法,将主操作手的运动信息经过相对坐标变换和尺度变换换算到KUKA机器人的末端,实现了对不同大小工作空间的精确异构遥操作控制。最终本文所设计的遥操作控制系统和异构型尺度变换遥操作控制方法的有效性在实物抓取释放实验中得到了验证。     

基于双目光束法平差的机器人定位与地形拼接

为了实现自主移动机器人完成复杂智能任务,如路径规划和避障等,针对移动机器人在复杂未知环境中精确定位并对周围环境进行致密地形构建问题,提出一种基于双目光束法平差的机器人定位与致密地形拼接算法.利用安装在移动机器人上的立体相机获取图像序列,跟踪前后帧图像序列中的对应特征点,基于双目光束法平差优化(BBA)精确估计机器人位置姿态.对左右相机采集图像对进行立体匹配获取致密三维地形信息,结合定位时获取的旋转平移姿态,实现了地形的构建与拼接.实验结果表明,该算法具有较好的实时性和鲁棒性.     

基于GIS地图的移动机器人路径规划

针对移动机器人路径规划实现条件的限制,提出基于GIS（geographicinformationsystem）地图的移动机器人路径规划．该方法应用改进A’算法,较好地实现了移动机器人的最优路径规划．在任意给定的地图中,只要确定了机器人的起点和终点,就可以找到该机器人在实际工作环境中符合需求的路径规划轨迹．应用VC＋＋编程进行实验,证明了该方法的有效性．     

基于混合智能算法的彩色图像 模糊颜色聚类分割方法研究

结合模糊技术较好地表达和处理了不确定性问题的特点,提出了一种新的彩色图像模糊聚类分割方法.对于信息量大的彩色图像,提出了采用灰度图像处理在RGB颜色空间的应用的分割方法.在足球机器人视觉系统的软件中,设计模糊聚类混合智能算法(包括遗传算法和蚁群算法)进行图像信息处理.实验结果表明:这种方法能有效提高足球机器人视觉系统的识别与跟踪性能.     

基于DSP的机器视觉系统设计与实现

针对机器人控制对视觉的实时性要求,设计了一种基于TMS320C6416图像处理平台的嵌入式机器人视觉系统.介绍了以VC 6.0开发的操作界面控制DSP对图像的采集、处理和目标识别,此后DSP把识别的结果传送给主机,从而为机器人手臂的轨迹规划提供目标物体信息.给出了系统的硬件、软件设计方案(包括PC机和DSP端的设计方法).     

基于无线通信的临场感遥操作机器人研究

以临场感遥操作机器人为研究对象,重点论述临场感遥操作机器人的无线通信系统.该系统在硬件上使用了无线发射、接收装置与无线网卡进行数据通信,软件上使用WinSock通信方式与多线程技术相结合,实现了临场感遥操作机器人的远程控制.     

基于深度自动编码器与Q学习的移动机器人路径规划方法

针对移动机器人在静态未知环境中的路径规划问题,提出了一种将深度自动编码器( deep auto-encoder)与Q学习算法相结合的路径规划方法,即DAE-Q路径规划方法。利用深度自动编码器处理原始图像数据可得到移动机器人所处环境的特征信息;Q学习算法根据环境信息选择机器人要执行的动作,机器人移动到新的位置,改变其所处环境。机器人通过与环境的交互,实现自主学习。深度自动编码器与Q学习算法相结合,使系统可以处理原始图像数据并自主提取图像特征,提高了系统的自主性;同时,采用改进后的Q学习算法提高了系统收敛速度,缩短了学习时间。仿真实验验证了此方法的有效性。     

Kinect深度信息的研究及其在检测中的应用

传统RGB图像容易受到光照、姿态、遮挡等因素的影响,深度信息的研究为计算机视觉的发展提供了新思路。该文首先研究了Kinect深度图像成像原理,仿真分析了深度图像的性质及其分割优势,并在Ubuntul2．04系统下基于openCV设计了利用深度信息实现快速目标检测与分割的系统。     

面向配电系统的带电抢修作业机器人

面向电力行业应急救援和安全抢修作业装备发展的需求,设计了一种配电系统带电抢修作业机器人,并对其机械结构与控制系统进行了介绍。提出一种基于液压伺服驱动的6自由度机械臂的系统解决方案,通过运动学、动力学和有限元分析优化了部件结构和动力学性能,使其有效负载能力达到最大。针对作业过程中机器人本体与导线发生碰撞等引起的震荡问题,使用非对称控制方法,建立了机械臂的柔顺控制模型,降低了震荡的影响。将整体单目视觉的静态测量与双目手眼视觉系统的动态测量相结合,设计了复杂环境下目标点的高精度动态定位系统,实现了机械臂的局部自主路径规划与运动控制。通过实验验证了所开发的带电抢修作业机器人在10 kV以下配电线路应用的有效性和可行性。     

基于360度激光扫描仪的深度图像构建

随着计算机视觉应用的日益广泛和自动化程度的日益提高,人们对于计算机视觉系统的要求也越来越高,在诸如机器人导航、飞行器导航、工业零件检测和抓取以及流水线组装等需要三维场景分析的计算机视觉应用领域中,场景深度信息对于系统的任务完成和性能的实现至关重要。提出并实现了一种结构简单可行的深度图像构建系统,系统搭载了轻小型360度激光扫描仪与USB摄像机。首先对360度激光扫描仪和USB摄像机分别进行标定,之后进行整体系统的标定,最后将系统采集的数据融合构建深度图像。通过实验证明,在激光扫描仪的扫描高度范围内本系统能精确构建深度图像,该系统适用于室内小型移动机器人的视觉导航。