配置机械手的轮式移动机器人目标物体跟踪与抓取

针对配置机械手的室内轮式移动机器人目标物体识别、跟踪和抓取问题,采用一种目标物体识别和机器人定位的方法,利用一种基于模糊控制的轮式移动机器人视觉伺服跟踪控制的方法。针对机器人目标识别跟踪及抓取过程中受环境条件变化的影响,采用HSI颜色模型和基于阈值的区域分割的图像处理方法可以完成目标颜色物体的快速准确识别。基于云台摄像机角度信息的机器人小车目标定位方法和模糊控制理论,设计了模糊跟踪控制器,使机器人输出合适的线速度和角速度,能够实现机器人目标跟踪,使移动机器人趋近目标物体位置,并完成机械手目标物体抓取任务。仿真和实时实验结果表明：所设计的系统具有良好的目标物体识别、跟踪和准确抓取目标的能力。     

仿人足球机器人视觉系统快速识别与精确定位

针对仿人足球机器人视觉需求,提出一种同时进行色块分割和特征提取的目标识别算法和一种基于仿人机器人物理模型的单目定位方法.目标识别算法采用八邻域法对图像进行边缘跟踪完成色块分割,同时计算边缘点几何信息得到图形特征,并应用辐射对称算法提高物体识别准确度,其处理效率比普通方法提高近一倍.目标定位算法结合摄像机小孔成像模型和仿人机器人三连杆模型,可以精确定位视觉范围内的目标.在自主仿人足球机器人系统中的成功应用表明,所提的目标识别算法和定位模型具有较好的效果.     

搬运机器人多目标识别系统的研究

机器视觉与工业机器人相结合,构建用于多种目标识别的搬运机器人系统实验平台。在完成机器人坐标系与相机坐标系转换的基础上,以4种不同形状的等高工件为对象,通过CCD相机连续不断地获取运动中的工件图像信息,对采集到的图像进行处理,以识别目标工件、提取工件中心坐标点,然后将工件中心坐标信息传输给机器人,最终实现机器人对工件的定点抓取。实验表明,该系统具备较好的目标识别和定位效果,有助于改善流水线上输送工件单一的状况,提高生产效率。     

足球机器人视觉色标的快速识别

在FIRA Mirosot足球机器人比赛中,视觉系统是比赛系统中获得环境信息的惟一途径.视觉系统的识别速度和精度对比赛的胜负有很大的影响.针对传统视觉系统的缺陷,在色标设计方案、图像处理、分割快速跟踪方面对足球机器人视觉系统进行改进,以期达到明显减少了计算量和提高实时性的目的.通过实验对比赛中该方案在速度和精度两方面的优越性进行了验证.     

足球机器人视觉系统中彩色目标分割方法

足球机器人（MiroSot系列）仅依赖于其视觉系统获得比赛场上的信息，视觉系统对获取的小车顶部标志块的彩色图像进行处理，以识别小车信息，作者试验了3种彩色标志块的设置，并在第1种方案的基础上研究了一种快速彩色目标分割方法，即根据足球机器人视觉系统所处理的视频图像中，待识别的目标区域（前景）面积远小于其他区域（背景）的面积，运用一种基于全局扫描的快速算法，1次分割出所有感兴趣的目标，缩减了系统中目标识别时间，从而使系统能进行一些额外的图像预处理操作，在提高系统识别速度的同时，提高识别精度。     

基于视觉反馈的机械臂预测控制

针对基于视觉的机器人目标抓取问题,构建一个基于图像的单目视觉伺服系统．预先建立基 于图像雅克比矩阵的模型,在明确考虑目标可见性约束及机器人执行器约束的前提下,将预测控制 算法引入到机械臂的视觉伺服控制中,基于视觉特征的运动预测设计一个简化的多变量机械臂视 觉伺服控制器,用以实现对机械臂末端位姿的控制．借助ＮＡＯ 机器人平台,利用机器人自带的 Ｎａｏｍａｒｋ标签进行物体的快速识别,并应用上述基于视觉反馈的机械臂预测控制方法实现ＮＡＯ 机器人手臂控制．实验结果验证了方法的可行性,算法简单易于实现,且控制精度令人满意．     

基于3D视觉的机器人分拣实验系统研究与设计

针对智能制造工程专业多学科交叉融合特点，开展了基于3D视觉的工业机器人分拣实验系统研究与设计.采用Kinect相机、工业机器人、PC机、末端执行器搭建了系统硬件实验平台；采用支持向量机算法识别目标物体，提出了将中值滤波预处理和最近邻插值修复相融合的空洞毛刺修复方法；针对待识别物体是否重叠相互遮挡设计了基于霍夫变换计算物体中心点位置及基于点云配准的位姿估计定位策略；在上位机交互界面引导下完成机器人分拣系列实验.实验结果表明：该系统能够准确识别快速稳定分拣出特定形状和颜色的目标物体，实验内容涉及机器人、机器学习、图像处理、软硬件设计等多门课程知识与技术，综合性强、开放性好，为智能制造工程专业实验室建设提供了一种综合性创新型实践平台.     

机器视觉在黄瓜采摘机器人中的应用研究

机器视觉技术是黄瓜采摘机器人研究中的重要内容之一,分析了国内外黄瓜采摘机器人中机器视觉技术在机器人路径识别导航、目标物体的分割识别与定位、黄瓜成熟度判别等方面的应用研究现状,并且分析了黄瓜识别机器人视觉系统在目标识别率、视觉系统的硬件结构和处理速度、视觉系统能源消耗等方面存在的问题,提出了在今后的研究中应着重把握视觉系统的结构优化、适应性提高以及性能与成本的平衡等.     

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.     

基于全景视觉的机器人相互定位的研究

为了使机器人能够更好地定位,研究了一种基于全景视觉的机器人相互定位的方法.2个全景摄像机和用于识别机器人的三色环圆柱体分别安装在不同的移动机器人上,利用光学视觉原理,通过CCD摄像机,获得包括另一个移动机器人的全方位景物图像.将得到的全景图像二值化处理后,通过噪声去除及八方区域生长算法找到符合条件的区域,并将找到区域的RGB颜色模型转换为H IS颜色模型.根据三色环圆柱体自身的3种颜色的固定顺序明显区别于背景的特点,识别出机器人上的目标三色环圆柱体,通过设计出的机器人相互定位算法,计算出机器人在世界坐标系下的坐标.实验结果表明,本文研究的基于全景视觉的移动机器人定位方法是令人满意的,对实际应用有一定的价值.     

Design of vision-based soccer robot using DSP

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基于LabVIEW的机器视觉系统开发与应用

针对目前机器视觉系统普遍以硬件为核心而导致的开发周期长、成本过高问题,利用LabVIEW为开发平台,开发了以软件为核心的机器视觉系统,设计出LabVIEW环境下大恒CG—QP300图像采集卡的驱动方法、图像处理和图像匹配模块、机器人抓取程序,并应用于胶囊封装质量的检测中．实际运行表明,该系统具有完整性、实时性、易于二次开发的特点．     

典型接头的机器人视觉传感图像处理技术

针对国内现有的弧焊机器人视觉传感图像处理系统通用性、鲁棒性差而无法满足实际焊接过程焊缝跟踪需要的现状,以Panasonic-TA1400六自由度弧焊机器人为试验平台,构建了典型接头机器人视觉传感硬件系统,并基于LabVIEW语言开发了视觉传感通用图像处理系统.运用二维小波变换技术对典型接头焊缝图像进行了降噪和边缘检测处理,既有效滤掉了背景噪声,又基本完整地保留了激光光带的边缘.而在激光光带中心线抽取和焊缝特征点检测方面,采用了逐行(列)快速搜索和逆序快速查找数组最大值方法,简单有效,同时兼顾了精确度和速度要求.试验表明,整个图像处理方法效果良好,能够满足后续跟踪系统实时性要求.     

机器视觉关键技术的现状及应用展望

简要介绍了机器视觉的概念及机器视觉系统的组成，接着重点阐述了照明光源、镜头、摄像机及图像采集卡、图像处理卡、集成式视觉组件等关键技术的发展现状，最后扼要介绍了在工业检测、农产品分选、机器人导航、医学影像分析、交通管理、安全监控等多个领域的应用情况．     

基于地面特征的单目视觉机器人室内定位方法

针对高精度的机器人室内定位方法中成本过高的问题,提出一种基于地面特征的单目视觉机器人室内定位方法。该方法通过安装在机器人底盘的单目鱼眼摄像头采集地面图片,并经过一系列图像处理,将得到的地面方格直线和相机的位姿关系作为观测量,通过推导出观测方程并根据扩展卡尔曼滤波算法得到机器人的位置信息。基于机器人当前时刻位置数据和地面的固定方格大小提出线预测算法,有效地排除干扰线段的影响。实验结果表明,该机器人室内定位方法定位精度可以达到2 cm,具有较好的鲁棒性,能够为低成本的机器人室内定位提供较好的技术参考。     

基于改进的HSI空间模型的目标搜索方法

在分析了RGB空间模型的优缺点后，决定采用HSI空间模型进行图像处理，并根据足球机器人比赛的实际情况对HSI模型做了相应的改进；同时依据连续图像相关性的特点，提出了一种顺序网格和种子填充相结合的目标搜索方法。通过在微型足球机器人视觉系统上的应用，验证了该方法的可靠性。     

Research and Implementation of Algorithm for Image Enhancement and Unwrapped Distortion Correction for SLVF Panoramic Night Vision Image

Abstract： Based on digital signal processor（DSP） and field programmable gate array（FPGA） techniques, the architecture of super large view field（SLVF） panoramic night vision image processing hardware platform was established. The panoramic unwrapping and correcting algorithm, up to a full 360°, based on coordinate rotation digital computer （CORDIC） and night vision image enhancement algorithm, based on histogram equalization theory and edge detection theory, was presented in this paper, with the purpose of processing night vision dynamic panoramic annular image. The annular image can be unwrapped and corrected to conventional rectangular panorama by the panoramic image processing algorithm, which uses the pipelined CORDIC configuration to realize a trigonometric function generator with high speed and high precision. Histogram equalization algorithm can perfectly enhance the contrast of the night vision image. Edge detection algorithm can be propitious to find and detect small dim dynamic targets in night vision circumstances. After abundant experiment, the al- gorithm for panoramic image processing and night vision image enhancement is successfully implemented in FPGA and DSP. The panoramic night vision image system is a compact device, with no external rotating parts. And the system can reliably and dynamically detect 360＊ SLVF panoramic night vision image.     

教学机器人综合实验平台设计与研发

为了提升机器人工程专业学生综合实践能力,本文设计了一款集机、电、控、图像处理于一体的教学机器人实验平台,将机器人机械结构设计、运动学分析、运动控制、图像处理等技术有机融合,不仅提供了机器人关节装配及实物图演示实验,易于学生理论联系实际深入掌握机器人机械结构及工作原理,而且基于开放的控制实验平台,能够完成机器人的运动学分析、驱动控制、轨迹规划、图像处理及基于视觉引导的物体识别与抓取等实验.该实验平台具有很强的综合性和可操作性,激发了学生的学习兴趣,使学生工程实践与创新能力得到有效提升.     

RoboCup中型机器人视觉系统的设计与实现

针对RoboCup中型机器人比赛,设计了机器人的视觉系统．首先选择HSI颜色空间并采用查找表技术对图像进行颜色分割,接着利用RLC技术分割感兴趣的区域,实现目标识别后,再采用角度定位和特征点定位相结合的方法实现机器人场上自定位．     

基于MATLAB的移动机器人实验平台设计

该文提出了一种基于MATLAB的移动机器人实验平台,该试验平台采用了MATLAB的影像工具箱做视觉分析,移动机器人单元的核心处理器采用飞思卡尔公司的MC9S12单片机,该平台适合于在高校开展机器人实践教学和数字图像处理的实践教学.