计算机视觉在机器人目标定位中的应用

计算机视觉是一门新兴的发展迅速的学科，计算机视觉的研究已经历了从实验室走向实际应用的发展阶段。由于视觉信息容量大，在实际应用中直观有效，所以运用视觉来寻找和确定目标的方位是机器人发展中一个很重要的方法，近年来它广泛应用于工业自动化装配领域中，同时对视觉系统的要求也越来越高。文中介绍并分析了当前国内外基于视觉的几种主要的目标定位方法在实际中的应用，例如移动机器人自主导航定位系统、手眼立体视觉系统等。     

超声波测距在行走机器人感知系统中的应用

研究了一种基于单片微型计算机PIC16F877作为控制系统的行走机器人超声波测距系统,分析了系统的组成、工作原理、软硬件设计,讨论了该测距系统在机器人避障中的应用。     

交互式多模型算法在机器人目标跟踪中的应用

将交互式多模型(IMM)算法应用于视觉伺服机器人对机动目标的跟踪。使用匀速运动(CV)和匀加速运动(CA)模型表示目标的两种运动状态,利用马尔可夫链进行模型切换,根据目标前一时刻的状态和当前的观测值,预测目标当前的状态。在Matlab上对IMM滤波算法和Kalman滤波算法进行了仿真实验研究,结果表明,不管目标处于何种运动状态,IMM算法估计量的误差均值都比Kalman滤波算法的误差均值小,尤以目标作机动运动时更为突出,证明了应用IMM算法可以提高跟踪机动目标的精度。     

非完整机器人目标跟踪控制器的设计与实现

为基于视觉定位与超声波测距的非完整履带式机器人设计一款快速稳定的目标跟踪控制器。根据机器人的实际参数和执行能力,对现有控制器的未知参数进行整定,使机器人能够平滑且渐进地到达理想位姿,并且在不增加控制器复杂度的基础上,通过先调整机器人航向角再缩短其与目标之间的距离,提高机器人执行能力。实验结果表明,该控制器能够驱动机器人快速平稳地跟踪目标。     

基于粒子滤波的未知环境下机器人同时定位、地图构建与目标跟踪

为了解决机器人在未知环境下的目标跟踪问题,提出了一种基于粒子滤波的机器人同时定位、地图构建与目标跟踪方法．该方法采用Rao-Blackwellized粒子滤波器对机器人位姿状态、标志柱分布和目标位置同时进行估计．该方法中,粒子群的总体分布情况表征机器人位姿状态,而每个粒子均包含2类EKF滤波器,其中一类用来完成对标志柱分布的估计,另一类用来完成对目标状态的估计,粒子的权值则由粒子状态相对于标志柱和目标状态2类相似度共同产生．通过仿真和实体机器人实验验证了该方法的有效性．     

机器人视觉动态目标跟踪的最优方案研究

机器人视觉导航是机器人系统研究的重要焦点性版块,通过对人类视觉的替代,机器人视觉导航确保了机器人在现实中发挥人类的效能,成为对应领域的重要劳动力。但是机器人视觉动态目标跟踪的实现难度比较大,需要突破的技术瓶颈也比较多,当前对此的解决方案比较多样化。本文主要关注于机器人视觉动态目标跟踪最优方案的问题,希望可以给予实际跟踪系统的构建提供参考。     

六足机器人动态目标检测与跟踪系统研究

动态目标检测与目标跟踪是图像领域的热点研究问题,为研究其在移动机器人领域的应用价值,设计了六足机器人动态目标检测与跟踪系统.针对非刚体运动目标容易被检测为多个分散区域的问题提出区域合并算法,并通过对称匹配、自适应外点滤除对运动背景进行精确补偿,最终基于背景补偿法实现对运动目标的精确检测.研究了基于KCF(Kernel ...     

侦察机器人目标跟踪系统的运动控制器开发

为实现侦察机器人对运动目标的跟踪,我们开发了一种可以调节速度的位置伺服运动控制器,并安装于二自由度云台上。本文详细介绍该运动控制器的系统结构、硬件电路及软件算法,提出一种新型的A／D转换程序架构,方便进行不同通道的转换,并随时读取结果：伺服控制部分,根据不同时间段的运动要求,分段进行位置伺服和速度伺服。实验表明,该运动控制器控制效果好,并且具有一定的通用性。     

液下搅拌机器人的超声波导航定位研究

针对研究在水煤浆环境下工作的机器人,提出了采用超声波进行导航定位的方法;详细介绍了该定位系统的硬件布置方案、定位数学模型,并在水煤浆介质中做了超声波传播实验。     

基于树莓派的六足机器人目标跟踪系统研究

在室外环境进行机器人目标识别与跟踪是计算机视觉和机器人技术的前沿发展方向,机器人在导航、智能监控、多机协作、人机交互等领域应用广泛.设计了一种基于树莓派的六足机器人目标识别与跟踪系统.通过六足机器人搭载Kinect高清摄像头对行人和目标六足机器人进行识别与跟踪,YOLO v3进行行人和目标六足机器人的检测与识别,得到质...     

基于主动视觉和超声的机器人目标跟踪系统

运动目标跟踪技术是未知环境下移动机器人研究领域的一个重要研究方向。该文提出了一种基于主动视觉和超声信息的移动机器人运动目标跟踪设计方法,利用一台SONY EV-D31彩色摄像机、自主研制的摄像机控制模块、图像采集与处理单元等构建了主动视觉系统。移动机器人采用了基于行为的分布式控制体系结构,利用主动视觉锁定运动目标,通过超声系统感知外部环境信息,能在未知的、动态的、非结构化复杂环境中可靠地跟踪运动目标。实验表明机器人具有较高的鲁棒性,运动目标跟踪系统运行可靠。     

移动机器人视觉定位方法的研究与实现

针对移动机器人的局部视觉定位问题进行了研究。首先通过移动机器人视觉定位与目标跟踪系统求出目标质心特征点的位置时间序列，然后在分析二次成像法获取目标深度信息的缺陷的基础上，提出了一种获取目标的空间位置和运动信息的方法。该方法利用序列图像和推广卡尔曼滤波，目标获取采用了HIS模型。在移动机器人满足一定机动的条件下，较精确地得到了目标的空间位置和运动信息。仿真结果验证了该方法的有效性和可行性。     

视线跟踪系统中的眼角点精确定位方法

在视线跟踪系统中,提出了一种以眼角点为参考点来计算人眼注视方向和位置的新方法。该方法中以动点和参考点的差值来计算人眼的注视方向和位置。动点采用虹膜中心,因为它可以准确反映眼球的变化。参考点采用眼角点,因为眼角点在人脸上是个非常稳定的点,人脸表情的变化基本上不会引起它的位置变化。该方法克服了过去以mark点或普尔钦斑点为参考点的缺点,不需要使用者在脸上做mark点,而且允许人脸在小范围内偏转。实验证明,该方法中自动定位眼角点快速准确,可以很好地解决视线跟踪系统中眼睛相对运动距离的问题。     

管道清管器实时远程跟踪定位系统的设计与实现

为了能够及时发现卡堵在油气管道中的清管器,需要对工作中的清管器进行实时远程跟踪定位;文章开发了一套管道清管器实时远程跟踪定位系统,该系统在清管器接收机中内置GPS模块,接收机检测到清管器发射的低频信号时向GPS模块发送指令进行导航定位,并将得到的定位信息通过访问网址的方式发送给指定的服务器,由服务器调用Google地图进行显示;远程终端可通过访问网页的方式在Google地图中观察清管器的所在位置以及运动轨迹,从而实现对工作状态下的清管器进行实时的远程跟踪定位.     

基于RSSI和改进MCL算法的移动节点定位跟踪设计

由于传统节点定位方法大多针对静止传感器网络,不能适用于网络结构和节点位置动态变化的移动传感器网络,提出了一种基于RSSI测距和改进的MCL(Monte Carlo Localization)算法的移动传感器节点定位跟踪方法;首先描述了经典MCL算法和接收信号强度RSSI测距方法,然后设计了一种改进的MCL算法,将传统的MCL方法预测粒子位置的过程即预测和滤波两个阶段,更新为锚节点TTL受控泛洪方式广播自身位置、采用拉格朗日插值法预测节点下一时刻的位置和速度、求取锚盒采样区域、k跳锚节点粒子滤波和根据预测下一时刻的节点位置和速度与当前时刻的位置信息确定各粒子权重的5个阶段;采用仿真器MCL-Simulator进行仿真,结果证明:文中方法能有效实现移动节点的定位,与其它方法相比,具有较小的平均定位误差,具有很强的可行性。     

智能化多通道钢管超声波自动探伤系统的开发与应用

分析了计算机进行管理的超声波自动探伤系统的检测原理和系统组成以及在焊管生产中的应用状况，该系统统采用智能化探伤技术，实现了在线检测、探头跟踪、闸门设置等功能，肯定了其具有自动化程度高、抗干扰能力强、探伤准确率高及系统稳定可靠等特点。     

移动机器人运动目标跟踪系统设计

利用SONYEV-D31摄像机和自主研发的摄像机控制模块,构建了一套主动视觉子系统,并将该子系统应用于RIRA-Ⅱ型移动机器人上,实现了移动机器人运动目标自动跟踪功能。RIRA-Ⅱ移动机器人采用了由一组分布式行为模块和集中命令仲裁器组成的基于行为的分布式控制体系结构。各行为模块基于领域知识通过反应方式产生投票,由仲裁器产生动作指令,机器人完成相应的动作。在设置了障碍、窄通道以及模拟墙体的复杂环境下进行运动目标跟踪实验,实验表明运动目标跟踪系统运行可靠,具有较高的鲁棒性。     

助餐机器人轨迹跟踪控制实验研究

助餐机器人机械本体由三自由度机械手和旋转桌面构成。在完成助餐机器人控制系统硬件电路基础上,利用dSPACE软硬件环境和Matlab/Simulink系统建模方法,搭建了助餐机器人控制系统的半物理仿真实验平台。完成了助餐机器人伺服控制系统的研究与开发,设计了机器人控制器,同时完成了助餐机器人肘关节和腕关节的直线轨迹与圆弧轨迹跟踪实验,获得了理想的实验结果,为整个助餐机器人系统的控制研究奠定了基础。     

基于边缘检测和图像分割的超声诊断机器人控制系统设计

传统的超声诊断机器人控制系统数据接收量小,控制有效率低,为了解决上述问题,基于边缘检测和图像分割研究了一种新的超声诊断机器人控制系统,系统设计硬件设计部分将硬件理论划分为四个模块进行操作,首先利用RFM63系列无线通信模块加大对数据信息的初步连接力度,提升获取信息的准确性,接着选取角度传感器改善控制系统内部传感角度,为系统操作增加有利信息,利用性能较好的陀螺仪与加速度计对数据进行控制处理,优化传统控制系统,增强数据传导与传输性能,最后选择相应的微控制器进行系统核心控制,以此完成系统硬件设计操作,并在硬件设计的基础上对系统软件进行处理,掌控数据基本信息,同时根据不同的数据控制需求加大数据操控,简便程序设计步骤,缩减系统运行时间,提升控制效率,进而获取效果更佳的软件设计操作。实验结果表明,给出的系统数据接收量平均提高了15.21%,控制有效率增强了22.52%,该设计能够获取较为精准的数据信息,缩减了控制系统的操控时间,减少投入消耗,具备更好的发展前景。     

复杂路线下机器人的三点三轮寻迹系统

针对寻迹时的复杂路线,设计一种简单的机器人。该机器人以AT89C52单片机为控制芯片,使用3个自制的红外光电传感器来辨别路线,具有设计简单、成本较低等特点。测试表明,该机器人能顺利地完成复杂路线下的寻迹,其双级转弯的设计使得寻迹更为准确。