基于图像传输的巡线机器人远程控制

基于无线局域网络的图像传输,从提高图像传输的实时性和连贯性着手,完成了巡线机器人远程控制方案的设计和实验。图像传输采用并行的处理方式,大大提高了传输的速度;分析了影响图像传输质量的因素,提出了增强图像传输品质和连贯性的方法,实现了在监控端根据图像方便地对机器人实施控制的设计,并通过实验验证了图像传输的实时性和远程控制方案的有效性。     

可全程越障架空输电线巡线机器人设计

针对现有巡线机器人无法完全跨越所有地线障碍物的现状,提出一种新的巡线机器人越障方案.巡线机器人由单臂机构提供行走驱动力,双臂机构完成越障任务.该方案具有跨越所有障碍,且越障时动作简单,所需驱动力少的特点.通过理论分析及软件仿真的方法对巡线机器人越障关键环节进行分析,得到机器人越障过程的运动特性.在此基础上,制作出试验样机,并在模拟线路上进行越障实验,结果表明:该设计方案能完成预定的越障功能.证明了这种新的越障方案的有效性及可行性.     

基于视觉内容匹配的机器人自主定位系统

为了使机器人准确使用全局地图、解决被绑架问题,设计了基于视觉内容匹配的自主定位系统,充分利用每个房间、每段走廊中的物体与布局信息进行机器人导航定位。视觉内容匹配包括提取图像重叠区、重叠区域的子块分解重建和相似度匹配。首先将待匹配图像中由机器人视觉和位移造成的畸变调整为一致、然后分析图像内容相似度,并设计了天花板特征点筛选和误匹配子块剔除算法,实现重叠区的准确提取与重建。实验中,机器人视觉可与关键帧序列构建的全局地图准确匹配,实时提取与之最相似的关键帧对机器人定位,匹配准确率不低于95%,定位精度RMSE < 0.5 m,被绑架时仍能准确自主定位。     

基于视觉的工业机器人码垛系统设计与分析

目的 为提高企业工件的码垛效率,降低工人劳动强度,搭建工业机器人视觉码垛实验系统.方法 在对工业机器人运动学模型分析的基础上,通过相机坐标系和末端坐标系的坐标关系,得到工业机器人末端执行器的位置和姿态信息.结果 提出了基于工件位置坐标的图像剔除算法,实现了多余工件图像的剔除.通过旋转平移矩阵计算待码垛工件的实际位置,并将此位置作为视觉校正后的工业机器人抓取工件位置.结论 实验结果显示改进后系统的重复性定位精度在x,y方向上均有显著提高,验证了工业机器人视觉码垛系统模型的准确性.     

基于ARM的嵌入式包装搬运机器人控制系统设计

目的为提高包装物品生产效率,提升直角包装搬运机器人的稳定性、可靠性和运动精度。方法根据四自由度直角坐标型包装搬运机器人的机械结构和功能需求,设计一款基于ARM嵌入式的直角包装搬运机器人控制系统。控制系统硬件由主控制器ARM,FPGA和示教器ARM组成,主控制器ARM通过串口与FPGA、示教器ARM以及伺服系统进行通讯。同时基于上述硬件结构提出一种改进型S曲线插值速度控制方法。结果实验结果表明,该控制系统下的直角包装搬运机器人定位精度为±0.5 mm,完全满足设计要求。结论该控制系统能够满足实际作业需求,提升了包装效率,降低了成本。     

磁导航巡检机器人运动控制系统设计

针对室外变电站复杂环境下巡检机器人难以保证精确的路径跟踪,设计一种基于双磁传感器导航差速转向驱动的巡检机器人,分析和推导其巡线控制算法并研制样机。试验结果表明:该方案稳定可靠,达到预期要求。     

基于机器视觉检测的码垛机器人控制系统设计

目的为了提高码垛机器人对码放物品的自我分辨能力,提高码放效率,提出一种基于机器视觉检测的包装码垛机器人控制系统。方法首先分析机器视觉码垛机器人工作过程,基于工业控制计算机和图像采集卡设计码垛机器人控制系统,提出控制系统的硬件设计和软件设计。同时对机器视觉采集到的图像进行滤波、分割等图像处理,以提高机器人的视觉检测效率。结果实验结果表明,机器视觉码垛机器人的漏抓率为0,误抓率小于0.5%。结论该控制系统有效解决了规则物品的分类码放,实现了高效的物品码放。     

机器人视觉目标数字图像实时处理及分割

机器人视觉目标图像信噪比低、背景噪声干扰大,目标识别处理通常利用目标的灰度信息进行预处理。文中设计一种基于数学形态学和遗传算法的灰度图像实时预处理和阈值处理技术图像分割方法。描述图像的基本结构和特征,用具有一定形态的结构元去度量和提取图像中的对应形态,以达到对图像分析和识别;经过预处理的原始图像,采用基于遗传算法的最大类间方差图像分割法,非线性快速地查找到最优的分割阈值,从噪声图中分割出可能目标。基于ARM嵌入式微处理器,以复杂可编程逻辑器件CPLD作为时序控制单元,进行图像处理、分割,实现了图像信息的采集、存储、传输及处理为一体。仿真实验表明,该方法实时性好,简捷、快速,对运动目标的图像识别有较好的实用价值。     

基于DSP网的嵌入式视觉系统

介绍了基于以太网技术和DSP技术嵌入式视觉系统。系统采用CMOS图像传感器直接获得数字图像，经DSP处理后通过以太网传至PC机或视觉网络。系统中还扩展了带触摸屏的TFT液晶屏，可以自成系统的完成图像的采集处理任务。本文给出了系统的硬件设计方案，以及CMOS图像传感器的控制和图像的采集传输的软件流程，并以圆尺寸检测为例介绍系统的实现效果。     

基于单片机的嵌入式视频系统设计分析

多媒体通信技术的发展为信息的获取和传输提供丰富的手段,视频显示是其中不可缺少的重要组成部分.就是在这种背景下,酋先介绍嵌入式视频系统的功能和组成,进而对该系统的工作原理以及采用的关键技术作了充分的分析,对基于单片机的嵌入式视频系统研究具有一定指导意义.     

基于CAN总线的嵌入式监控设备的设计

根据嵌入式技术和CAN总线通信技术,设计一套分布式结构多节点某高炮火控装备信号监控采集设备.首先对以STM32F407单片机为核心的设备硬件设计进行分析,介绍基本原理及模块实现方案;其次根据系统的通信任务要求,介绍CAN通信在系统中的应用实现过程,数据帧的组成及通信软件的设计;最后设计人机交互界面.通过数据采集试验表明:整个系统能完成实时采集监控功能且工作稳定可靠,具有成本低、实时性好、工作稳定及便于扩展等优点.     

基于LabVIEW的足球机器人电机调试系统设计

为提高中型组足球机器人电机调试效率,应用图形化编程语言LabVIEW开发平台设计了一电机调试系统。该系统通过编程实现单指令与多指令电机调试方式之间的方便切换、电机转速值的自动存盘和实时图形化显示等功能,使得调试工作快速、直观,较好克服了目前在电机调试方式中存在的缺点,极大方便了机器人电机调试工作。测试结果表明该系统具有一定的实用价值。     

Synthesis of mobile robot control system on embedded chips via Petri nets

ABSTRACT

As robot mission requirements become more complicated, it costs more and more time and energy to design and to debug a control system for robots. In this work, a method is proposed based on Petri nets (PNs) to shorten a program development cycle and to ease the reuse of programs. It consists of modeling a basic task by a task building block (TBB) so that functional codes can be masked into modules, constructing an executive PN (EPN) according to the logical relationship among a set of given tasks, and designing an executing program that can analyze and run an EPN. As a result, it costs less to design a credible control program for robots by this method. A robot control system of a mobile robot is designed to illustrate this method.     

基于视觉足球机器人无线通讯子系统的设计

 机器人足球是集成视觉技术、通讯技术、侍服控制技术、决策对象等多种技术的综合系统,是当前人工智能和机器人领域的研究热点之一．在简要介绍机器人足球系统架构基础上,针对其通讯子系统提出了设计与实现方案,采用蓝牙核心技术的NRF401无线通讯芯片与双MCU的接收电路设计,为系统提供了高效可靠的通讯平台．     

工业机器人轮式抛光技术研究

本文结合机器人控制和轮式抛光技术的优点,开展了轮式技术研究。运用数值仿真模拟其抛光加工,论证了轮式抛光工具在精密元件抛光过程中的可行性;设计了可在机器人末端安装的轮式抛光工具,分析机器人轮式抛光控制逻辑和控制框架,建立基于轨迹和驻留时间的机器人抛光控制模型;开展机器人轮式抛光单点去除特性和环带去除特性性能测试实验,确定机器人轮式抛光工艺参数,实现样件表面整体自动研抛加工,面形误差由初始值PV：2.357λ,RMS：0.565λ,收敛到PV：1.431λ,RMS：0.242λ,初步达到预期的去除效果。研究表明,工业机器人轮式抛光方法是一种有效的表面抛光方法,在中高精度飞非球面元件的抛光中具有很大的潜力。     

基于激光测距的移动机器人3-D环境感知系统设计

采用2-D扫描的激光测距传感器与精密转动云台设计并实现了非结构化环境下的移动机器人感知系统,通过传感器平台俯仰与水平的转动实现了3-D环境感知。针对噪声干扰提出了一种动态自适应滤波器,通过时间与空间上相邻测量值的分析实现了实时动态的滤波。在3-D环境的地形重建过程中,结合中值滤波器与高斯滤波器实现了高度图的平滑与插补。通过地形平坦性分析判断移动机器人的可行区域与障碍区域,从而为移动机器人导航过程中的环境建模与路径规划提供了支持。     

基于产品平台和机械总线的爬行机器人可适应设计

简要介绍了可适应设计的基本思想和原理,并以模块化原理、产品平台为基础,结合机械总线技术进行了可适应爬行机器人实例探索。设计了爬行平台,开发了燕尾槽式总线接口,通过接口的开放扩展性,与两个不同的最终功能执行模块相连接,完成了管外喷涂和管外缠带两个不同的任务,从而实现了基于一个平台对两种不同功能变易的适应性。     

CAN总线的机器人传感器网络设计

研发了基于CAN总线的移动机器人传感器网络,有效地保证了移动机器人多传感器信息通讯的实时性和稳定性.详细阐述了该移动机器人的体系结构和传感器网络的组成,同时设计了一套CAN网络通讯协议,实现了传感器节点的多主通讯,在很大程度上改进和提高了移动机器人的性能.     

基于嵌入式技术的零件尺寸检测系统研究

针对目前尺寸检测技术的不足,在嵌入式技术的基础上,设计出了一种可视化、便携、人机交互性良好的零件尺寸检测系统。重点阐述了系统的总体结构和软硬件的实现方法,最后通过实验对系统的可靠性进行验证。采用ARM9处理器、嵌入式WinCE操作系统、通用的串口通信作为数据传输接口,在尺寸检测技术和质量控制理论的基础上实现数据的采集、存储、分析、处理。实验表明,该系统能够提高检测的精度和工作效率,可靠性高且操作便捷。