基于多传感器信息融合的海底测绘机器人导航系统设计

测绘机器人海底巡检可以解决人工作业的安全威胁，面对复杂的海底作业环境，设计了基于多传感器信息融合的海底测绘机器人导航系统。通过对巡检机器人的功能板块划分，构建海底测绘机器人导航控制系统框架，划定机器人测绘的频率范围，设计多端反馈信号处理电路，基于多传感器信息融合方式选择主要和局部滤波器的状态向量，对应机器人海底测绘图像；以特征识别技术搭建海底导航模型，描述海底测绘目标物位置。实验结果表明：该文系统在海底测绘过程中，经度、纬度和高度定位误差，可以控制在1.25 m之内。东向、北向和天向速度误差在0.8 m/s内，具有较好的实际应用效果。     

基于大数据聚类的移动机器人运动跟踪控制系统设计

目前研究的移动机器人运动跟踪控制系统控制过程易受到外界扰动影响,导致控制稳定性较差,运动跟踪准确性较差,为此,基于大数据聚类算法设计了一种新的移动机器人运动跟踪控制系统。硬件部分主控制器负责远程无线通讯,图像采集的数据传输和舵机驱动连接,驱动控制器为机器人行走提供动能保证;远程控制模块负责数据,图像和指令的传输;舵机控制模块机器人的行走、转向;软件部分首先通过大数据聚类的方法分析机器人移动步态,根据运动超声波传感器原理判定障碍物位置,考虑移动机器人运行状态与足端轨迹,构建机器人行走控制模型。通过髋关节调节机器人姿态,消除外部扰动对机器人姿态和运动速度的影响,得到抗扰动控制模型。实验结果表明,所设计系统在对机器人运动控制的稳定性及对抗外界扰动方法具有较好的性能,能够实现对移动机器人运动的准确跟踪。     

机器人智能控制系统的几个关键技术研究

针对现有机器人控制系统硬件优化困难、识别图像慢等问题，设计了一种基于NB-IoT模块的机器人监控系统，包括机器人控制模块、云服务器、NB-IoT模块和移动监控模块4个模块，实现机器人在安全的环境下正常运行。为了解决机器人智能控制系统影像获取困难的问题，本文利用基于方向梯度直方图特征模板实现图像块的快速识别。实验结果表明，该研究系统在对稳定动态目标抓取时，目标的运动速度为0.5 m/s时，抓取速度为0.432 m/s,机器人的控制性能良好。     

基于CARLA-PSO组合模型的机器人步态控制系统设计

传统机器人步态控制系统对路线把握能力不强,导致对机器人步态的控制精度较差、时间过长。为解决上述问题,基于CARLA-PSO组合模型设计了一种新的机器人步态控制系统。硬件部分挑选操作性能较高的硬件元件系统,精准掌控系统中心点的位置,并在此位置上加大数据研究力度,通过数据监视模块及数据控制模块获取的数据结果,利用目标参数控制模块实施数据处理操作;以收集的硬件信息作为软件操作基础,利用CARLA-PSO组合模型得出机器人步态控制局部及全局最优解,综合运用软件控制算法整合获取的步态信息,调控路径信息,结合传感角信息,清理无关步态数据,完成机器人步态控制系统设计。实验结果表明,基于CARLA-PSO组合模型的机器人步态控制系统能够更精准地把控路线,相较于传统控制系统,设计的系统控制时间提高了15.2%,具有较好的控制效果。     

配电房轨道式自动巡检机器人控制系统设计与实现

针对配电房等室内电力系统供电设备自动巡检的需求,提出了以微控制器MSP430F5438为核心的自动巡检机器人控制系统总体设计方案;采用模块化方法完成了控制系统硬件电路设计,主要包括:主控模块、电源模块、运动控制模块、通信模块和数据采集模块;介绍了控制系统软件的总体流程,完成了控制系统嵌入式软件及其上位机监控软件的设计;实验结果表明,所设计的控制系统应用于巡检机器人可以实现对配电房供电设备的自动巡检,从而验证了控制系统的有效性与合理性,具有显著的推广应用价值。     

基于机器视觉的电力巡检机器人自动化系统设计

为实现巡检中更低的误检率,设计一种基于机器视觉的电力巡检机器人自动化系统。利用远距离激光雷达配合多种设备,实现机器人的定位导航。根据图像预处理模块能够实现巡检图像的色彩分割、降噪滤波等处理。总控平台模块主要由六部分构成,分别为图像识别单元、核心服务单元等。通过硬件与软件相结合实现机器人的电力巡检功能。实验结果表明,设计的机器人运动指标良好,能够实现高效变电站巡检,同时系统的巡检导航性能良好,巡检误检率较低,说明系统满足设计需求。     

基于图像轮廓检测的航天器目标跟踪控制系统设计

目前研究的航天器目标跟踪控制系统控制有效率低,追踪图像与实际目标不同,准确率低;基于图像轮廓检测设计了一种新的航天器目标跟踪控制系统,根据系统硬件的不同性能与结构进行模块式划分,同时将图像轮廓检测数据准则添加入中心管理系统中,时刻保证数据的检测安全系数处于系统操作允许范围内;调整原有的软件结构状态,采集航天器轮廓图像并提取轮廓信息,选用适当的图像轮廓检测阈值,集中检验跟踪目标的运动方向,调控方向数据,以此降低图像的像素变化程度,得到准确的航天器目标跟踪控制结果;实验结果表明基于图像轮廓检测的航天器目标跟踪控制系统控制有效率达到了84%,跟踪目标更加准确。     

基于Sigmoid函数的机器人鲁棒滑模跟踪控制系统设计

为了保证机器人能够在保持稳定的情况下,按照规划轨迹执行工作任务,从硬件和软件两个方面,设计了基于Sigmoid函数的机器人鲁棒滑模跟踪控制系统。装设机器人传感器与状态观测器,改装机器人鲁棒滑模跟踪控制器,完成系统硬件设计。综合机器人结构、运动机理和动力机制三个方面,构建机器人数学模型。根据状态数据采集结果与规划轨迹之间的偏差,计算机器人跟踪控制量。依据滑模运动与切换方程,利用Sigmoid函数生成机器人鲁棒滑模控制律,将生成控制指令作用在机器人执行元件上,实现系统的鲁棒滑模跟踪控制功能。实验结果表明,所设计控制系统的机器人移动轨迹与设定轨迹目标基本重合,其机器人姿态角跟踪控制误差较小,具有较好的鲁棒滑模跟踪控制效果,能够有效提高机器人鲁棒滑模跟踪控制精度。     

基于无线通信网络技术的机器人巡检远程监控系统

该文提出一种基于无线通信网络技术的机器人巡检远程监控系统,监控输电线路故障。系统的硬件设计包括主控模块设计、无线通信网络设计、驱动器接口电路设计、远程监控模块设计;系统软件设计主要是在远程监控模块利用增量式PID控制算法控制机器人巡检驱动,实现机器人巡检远程监控。实验结果表明,该系统可控制巡检机器人巡检输电线路、监测输电线路故障状态,可监测不同风速下线路风偏角变化情况,且该系统具备较好的信息传输能力和运行可靠性。     

基于机器视觉技术的变电站巡检机器人自动导航系统

该文设计基于机器视觉技术的变电站巡检机器人自动导航系统,有效规划巡检机器人巡检路径,实现巡检机器人自动导航。该系统利用以PIC16F73为单片机的核心控制器,通过机器视觉采集模块采集变电站巡检设备和路线图像,经过图像处理模块分割、去噪处理后,由无线传输模块传输至巡检导航模块,结合栅格法和蚁群算法得出变电站巡检机器人路线规划最优路线;利用PID控制器控制巡检机器人按照规划路线行驶,实现变电站巡检机器人自动导航。实验结果表明,该系统无线通信性能好、覆盖范围广,可准确采集变电站巡检设备和路线图像并精准实现巡检机器人定位,能够有效规划巡检路线,实现巡检机器人自动导航。     

基于物联网的分拣机器人故障检测系统设计

目前研究的分拣机器人故障检测系统检测准确性较低,导致检测结果误差较大、实时性较差;为此,基于物联网设计一种新的分拣机器人故障检测系统;选用滑轮式机器人载体设定分拣机器人,硬件部分采用Zigbee压力传感器采集机器人故障信息,利用XBEE模块负责数据传输,协调分拣中控机接收各个传感器采集的信息,通过STMP3550芯片实现控制器设计;通过信息标定、信息采集、特征提取、故障识别实现软件工作流程,应用非极大值最大类间方差法来筛选出最优的高低阈值解,得到连续但含有假边缘的故障信息图像边缘;将提取到的图像特征向量映射到类型空间之中,确定故障原因,完成故障识别;实验结果表明,所设计分拣机器人故障检测系统在6次检验中都准确地检测出故障原因,故障检测耗时平均值为3.27 min,能够有效提高检测准确性,加强检测结果的实时性.     

基于关联规则挖掘的全向轮移动机器人目标跟踪控制系统设计

为使全向轮机器人在移动过程中所捕获到的目标对象能够完全符合理想目标设定条件,准确追踪目标节点的运动行为,设计基于关联规则挖掘的全向轮移动机器人目标跟踪控制系统。根据CAN主控框架的部署形式,按需连接核心管控电路与I/O跟踪模块,分别以转向控制器、速度控制器为例,完善全向轮控制结构的物理作用能力,实现机器人目标跟踪控制系统的应用结构部件设计。在此基础上,定义频繁项集合,按照具体的关联规则特征描述结果,确定挖掘程序指令的执行能力,得到准确的关联离散度指标计算结果,实现控制系统的关联规则挖掘,再联合相关硬件设备结构,完成基于关联规则挖掘的全向轮移动机器人目标跟踪控制系统设计。分析对比实验结果可知,随着关联规则挖掘控制系统的应用,全向轮机器人在移动过程中所捕获到的目标对象能够将理想目标完全包含在内,可以辅助全向轮移动机器人更加准确地追踪目标节点的运动行为,符合实际应用需求。     

基于ROS的溯源机器人系统

针对国内外对物联网和机器人相互结合,让机器人更好的服务于物联网展开的相关研究.本文提出了一种基于ROS与物联网的智能机器人系统.硬件上采用stm32传感器节点、树莓派、OpenWRT路由器、Rplidar雷达和C270罗技摄像头等;软件上使用ROS次级操作系统、Contiki、Tensorflow框架、Camshift算法和SLAM算法等;设计实现感知层的数据采集,基于SLAM的自动溯源,语音控制,机器人的物体追踪,物体自动识别以及web端的视频监控、反向控制和感知层数据实时显示等功能;而后搭建相关的试验环境,对系统与设备的相关功能进行测试,验证系统的可行性.     

基于物联网的家居搬运机器人的设计与实现

针对家具重量一般较大、搬运费时费力的问题,本文提出了一种基于物联网的家居搬运机器人。该系统由硬件和软件两部分组成。硬件部分包括运动模块、WiFi 模块、机械臂模块、视频模块和传感器模块等部分。软件部分包括系统初始化、指令读取与解析、控制子函数等部分。通过软硬件协同设计,实现了控制机器人对物体进行抓取、视频监视与传输、巡线避障等功能。经过系统测试,该机器人易于使用、成本低廉、适用范围广,具有巨大的应用潜力。     

基于全光捕获法的机载激光通信跟踪控制系统设计

为了保证机载激光通信的质量和稳定性,基于全光捕获方法优化设计机载激光通信跟踪控制系统。加设激光器、激光告警器和运动转台设备,为全光捕获方法的运行提供硬件支持。改装目标跟踪探测器、跟踪控制器、AD数据转换器和电机驱动器,通过系统供电电路的连接实现硬件系统的优化。根据机载激光通信原理,从发送模块、激光通信接收模块等方面,构建机载激光通信模型。利用全光捕获法生成机载激光通信链路,根据机载激光通信跟踪目标相对信息的计算结果,确定通信光斑中心的位置,实现系统机载激光通信的跟踪和控制功能。通过系统测试实验得出结论：综合室内和外场两个应用环境,机载激光通信跟踪控制系统的平均跟踪偏移量为0.875m,通信误码率和丢包率分别为0.275%和0.384%,均高于预设值。     

飞机蒙皮检测机器人的控制和感知总体结构(英文)

介绍了一种基于DSP F2812的飞机蒙皮检测机器人的控制和感知总体结构。机器人控制系统包括移动模块:吸附模块、感知系统和无线通讯模块4个模块。从控制系统的软件和硬件对各个模块进行设计,并根据各个模块之间的联系,建立机器人的控制系统,机器人的感知系统监控机器人的运行,并通过地面主控制机远程控制机器人。通过模块间的实验和蒙皮图像检测实验验证了检测机器人设计方案的可行性和有效性。     

基于ROS与Contiki的物联网环境下数据采集机器人设计

提出了一种基于ROS与OpenWrt、Contiki的新型物联网系统方案ROS-IOT.分为两个部分：物联网系统的搭建与此系统下数据采集机器人的设计.感知层传感节点采用Contiki协议栈实现传感节点的组网与数据传递;接入网关采用运行Openwrt操作系统的无线路由器,网关接入模块实现协议动态转换,设置转换地址池、数据汇聚、处理,并基于rosserial_embeddedLinux上递至ROS网络等功能,实现各层数据流通;应用层基于websocket技术设计了与ROS网络数据交互的web服务,可实现与感知层、机器人的双向交互.机器人采用运行ROS环境的树莓派作为主控设备,电机驱动板采用stm32单片机.机器人的软件设计采用基于ROS Topic与ROS_bridge的通讯机制,使得机器人更加容易地融入物联网系统,并且在此基础上拓展更多服务.     

基于大数据聚类的智能探测机器人运动控制系统设计

为了减小智能探测机器人运动轨迹误差,实现精准控制,提高智能探测机器人运动控制效率,设计基于大数据聚类的智能探测机器人运动控制系统;采用TMS320LF2407A主控芯片,集成650 V功率管,在电感电流断续模式下工作,提供系统驱动能量,设置光电耦合器,处理控制信号发射,调整控制电路内部电流关系;选用6ES7214-1AG40-0XB0控制器以及信号和通信模块扩展,控制机器人运动轨迹,结合内部驱动装置,整合运动数据信息进行存储,实现运动控制系统硬件结构设计;通过调节程序开始数据,结合内部脉冲数据,构建软件平台管理模块,获取机器人运动轨迹数据;采用大数据聚类技术,建立控制系统大数据分布结构模型,模拟非线性时变LFM控制信号,提取特征并聚类运动轨迹数据,获取精准运动轨迹数据,减少运动轨迹偏差程度,完成运动控制系统软件设计;实验结果表明,基于大数据聚类的运动控制系统的运动轨迹误差较小,能够有效实现精准控制,提高运动控制效率.