智能消防机器人的融合感知技术

基于多传感器的融合感知技术是智能消防机器人目前最重要研究课题之一.首先,对机器人的五大模块进行简述,然后详细介绍感知模块的构成与应用,以及机器人通过融合感知汇集从超声波避障传感器和红外线摄像机收集的环境信息,通过外部无线连接计算机进行决策,并将结果返回机器人指导其进行灭火作业的融合决策机制.     

基于视觉的采摘机器人目标识别与定位方法研究综述

目标识别和定位的精度直接关系到采摘机器人采摘效率、质量和速度。本文对近年来采摘机器人的目标识别和三维定位的研究工作进行了系统性的总结和分析,综述了果蔬识别和定位的几种主要方法:目标识别:数字图像处理技术、基于机器学习的图像分割与分类器和基于深度学习的算法;三维定位:基于单目彩色相机、基于立体视觉匹配、基于深度相机、基于激光测距仪和基于光基3D相机飞行时间的三维定位。分析了影响果蔬识别和定位精度的主要因素:光照变化、复杂的自然环境、遮挡以及动态环境干扰下成像不精确。最后对采摘机器人目标识别与定位的未来发展作了几点展望。     

复杂环境下磁弹性微型游泳机器人的路径规划与识别跟踪

磁弹性材料设计的毫米级微型游泳机器人可通过外部均匀磁场实现连续形变来完成游泳动作,通过视觉反馈能提高机器人的路径跟随精度,但在复杂背景下机器人的视觉闭环控制易发生识别错误、跟踪失败等现象。针对上述问题,首先获取复杂环境下的障碍物信息,提出改进RRT*算法(IIC-RRT*)进行路径规划,同时基于环形平滑标签的YOLOv5识别跟踪算法(CSL-YOLOv5),在复杂背景下对微型游泳机器人的中心位置与旋转角度进行实时更新。在此基础上进行微型游泳机器人在障碍物复杂背景下的位置与角度的双闭环伺服控制,试验结果表明,提出的路径规划算法改善了路径生成的效率与平滑性,识别跟踪算法提高了微型游泳机器人的识别稳定性与精确性,为磁控微型游泳机器人在复杂背景下的精确控制提供了新思路。     

深松机器人作业环境建模和改进路径规划研究

针对深松机器人深松土壤作业时对室外环境感知能力差,还需要人力驾驶拖拉机进行室外作业的缺点,基于ROS(Robot Operating System)框架下利用SLAM(Simultaneous Localization and Mapping同时定位与建图)和路径规划技术进行高精度室外深松机器人应用研究。阐述SLAM算法和Cartographer算法的原理,根据田地环境需求,选择适用的地图模式,基于ROS框架对本地路径规划和全局路径规划的算法进行了分析和研究,设计研发了基于ROS的深松机器人实验平台,在基于ROS的深松机器人实验平台上进行测试,分析基于ROS框架下各节点之间的话题通信数据流向。实验第一步运用Cartographer算法建立栅格地图,获取地图后,针对不同土壤环境的特点和农作物对土壤主要特征的要求经行分析,研究出两种深松机器人工作模式：大型微耕模式和大型深耕模式;实验第二步基于Cartographer算法提供的地图上进行大型微耕模式的路径规划和大型深耕模式的路径规划的实验,并对不同工作模式的路径规划的算法进行分析。结果表明：Cartographer算法满足室外农田环境下的定...     

清洗机器人研究现状与关键技术综述

清洗机器人融合了移动机器人和清洗技术,成为服务机器人领域中的一种新型高技术产品,具有良好的市场前景,近年来正逐步成为一个新的研究热点。讨论了清洗机器人的组成、分类及特点,系统综述了国内外清洗机器人的研究开发现状及其关键技术,指出了未来清洗机器人的研究方向。     

自重构机器人对接路径规划策略设计

自重构多机器人实现重构需要经历集合、对接、重构等过程,其中,对接是机器人实现重构的关键。文章根据自重构机器人对接时路径规划的要求,结合所开发的自重构机器人BL-W的特点,设计了机器人对接时的路径规划方法,试验表明该方法简便可靠,能够满足机器人对接时的路径规划要求。     

核环境去污作业机器人研究现状与关键技术分析

针对核环境中放射性污染物的去污问题,利用机器人代替人工完成去污作业,对于降低核设施和环境的放射性活度,减小工作人员的职业照射量具有重要意义.根据污染机制的分类,总结了放射性污染物的常用去污方法.介绍了核环境去污作业机器人的研究现状,在此基础上,对核环境去污作业机器人的关键技术进行了分析,并论述了核环境去污作业机器人的发...     

激光清洗机器人系统设计

设计了一套激光清洗机器人系统,利用三维激光扫描技术采集工件表面点云信息,规划激光清洗路径,以工业机器人带动激光器完成工件表面清洗。构建了系统硬件框架,包括扫描模块、运动模块、清洗模块、控制模块。研究了采集数据处理方法,对原始数据进行坐标转换、点云滤波等操作以获取工件表面三维点云数据,根据点云数据与激光清洗模板规划机器人清洗路径。在此基础上开发了系统软件程序,实现系统集成控制,并利用RobotStudio实现清洗过程仿真监测。通过实验实现了激光扫描、清洗的自动化运行,验证了系统的可行性。     

基于遗传算法的焊接机器人三维路径规划研究

针对汽车焊接机器人路径规划不合理的问题,采利用遗传算法针对三维路径规划问题提出了相应的遗传编码方法,构造了相应的遗传算子,为焊接机器人三维路径的规划问题提出了一条新的发展路径。     

多机器人系统协同作业技术发展近况与前景

多机器人协同作业是机器人技术研究的重点和热点之一。文中综述分析了多机器人的任务分配及路径规划技术,重点介绍了任务分配的策略及多机器人路径规划的技术方法,并阐述其在不同领域的多机器人系统的应用情况,对多机器人协同作业未来发展趋势进行了展望。     

基于场景识别的变电站智能机器人巡视技术

为降低变电站人工成本、提升工作效率、实时确保电网正常安全供电,提出一种基于场景识别的变电站智能机器人巡视技术。通过加权平均法调节图像灰度值、直方图均衡亮度和线性滤波算法去除冗余噪声,提高原始图像场景分辨率,凭借图像均值差和方差的对比结果,提取目标在各子带图像上多个特征,划分目标与背景区域的起伏差异,将场景特征输入卷积神经网络中的多层反向卷积层,利用离散型的线性运算模式,获得巡检目标激活函数,完成变电站巡视。仿真实验结果表明,所提方法能够明确远景、近景中各设备使用情况,精准检测出其中隐藏的故障器件,具有极高的应用价值。     

智能消防机器人的研究与开发

以凌阳16位单片机SPCE061A为控制核心,设计实现智能消防机器人的相关功能.它包括语音控制系统、自动检测系统、自动躲避障碍和自动记录系统,灭火后能自动返回出发地点.     

智能灭火机器人系统的设计与实现

智能灭火机器人系统控制器模块以嵌入式微处理器ARM9为核心,传感器模块主要由红外测距传感器和远红外火焰传感器组构成,驱动器模块由大功率伺服直流电机和普通直流电机组成。依据沿墙行进规则和程序设计模块来完成机器人遍历房间、寻找火源并将其熄灭的程序编程。通过该设计完成的智能机器人系统可在8S内完成任意房间的灭火,达到了国际先进水平,同时还提高了机器人运行的可靠性。     

基于ARM嵌入式技术智能巡逻机器人

基于ARM嵌入式技术设计一种智能巡逻机器人,可对巡逻区域全面进行自动的、智能的有害气体监控、温度监控、火灾监控,该类机器人可用于存放易燃易爆品、有毒气体及其它一些比较危险的环境中,也可应用于工厂的自动化监控,实现无人智能巡逻,保证人员的安全;对其进行功能扩充,还可将其应用于不同环境的各种监控、巡逻中.     

BigDog四足机器人关键技术分析

对Big Dog四足机器人的核心技术进行分析,适应复杂地形是Big Dog的设计主线。提高横、纵自由度联动能力是Big Dog结构设计主要突破点。机体重心颠簸起伏、机体重心自扰动等不良运动特性是四足机器人控制难度大的主要原因。液压动力系统的构成和优点将被剖析,解决腿类移动装置的驱动问题是液压系统研发的根本目的。支撑腿打滑及俯仰和横滚角度是否过大作为监测机体运动安全状态的参数。惯导和关节编码器可检测机身与肢体的状态,借助压力传感器可还原落足点地形,三者合一可构建虚拟模型。借助虚拟模型可求算机体重心等关键控制处理中间参数,运动控制系统可实施粗略的动作预演及精确的运动学和动力学规划。规划模型与样机模型的偏差作为反馈值实施闭环控制。建立以三维激光扫描仪和双目视觉为主的导航系统,视觉地形还原功能可帮助LS3安全跨越岩石地形,软件系统将各种基本功能整合为有机的整体。机器人的自主性与智能性被讨论,利用Big Dog/LS3与好奇号火星探测器作对比并加以分析。Big Dog目前存在的几个主要问题:液压系统无法瞬时大幅增压、机械传动各种损伤、仿生设计的不彻底性。LS3机器人针对Big Dog的不足,多个改进环节被分析。猎豹、野猫、Petman等机器人被简要分析。阿特拉斯双足机器人借助虚拟模型可实现机械臂碰撞保护功能,遭受外力撞击可迅速恢复平衡状态。     

适应于楼宇环境下运行的新型机器人的设计

设计了一种具有平面内3自由度全方位移动,并且能够被动自适应越过轮子半径近2.5倍垂直障碍的新型机器人。该机器人采用6个驱动轮控制。车身上采用4个Mecanum驱动轮矩形布置,使其具有平面内的全向移动功能。前、后轮采用全向轮,使其能够在原地转弯和横向移动时候与地面保持滚动状态。6个驱动轮分别安装在机体的攀登机构、爬升机构、稳定机构的高架连杆机构上,使其具有很好的爬楼梯和越障功能。给出了一般结构形式全方位移动系统的运动学模型,并得到其实现全方位运动的必要条件是逆雅可比矩阵满秩。优选出了全方位运动系统的最佳结构布局形式。对整个机器人系统在平面内的直行、横行、原地转弯以及爬楼梯等功能进行了虚拟样机系统仿真验证。     

清洗机器人智能控制技术研究现状与展望

清洗机器人是一个集机电一体化技术、计算机技术、传感器技术、控制技术等为一体的复杂系统,其中控制技术是清洗机器人的核心技术,也是当今各国科学家研究的热点、难点问题。对清洗机器人智能控制技术的研究现状、发展趋势及几种应用比较广泛的智能控制技术进行了系统的阐述,并展望了其发展前景。     

基于单目视觉的无人车环境感知技术研究

为提高无人车的主动安全性能,对其环境感知技术进行了研究,提出了一种在结构化道路上基于单目视觉的汽车前方可行区域内的障碍物检测方法;在确定路面感兴趣区域时,提出了基于模糊聚类的边界跟踪检测算法,实现对车道线的识别;针对序列图像帧间差分法的不足,提出了一种基于帧间差分法的二次改进算法,在突出障碍物特征信息后,采用了静态单帧图像特征处理算法,确定出障碍物位置。实验结果表明,该方法能够有效地识别出车道标志线以及感兴趣区域内的障碍物信息。     

智能仪器嵌入式声纹识别技术方法

在仪器上嵌入语音识别技术对提高仪器的智能性、方便性和玩具的趣味性具有重要意义和作用.利用嵌入式技术与仪器仪表的制造技术相结合的方法广泛地应用于各个领域,德国开发的汽车车载声控系统、日本研制的能识别主人声音的智能玩具等.安防仪器中嵌入语音识别技术的作用更为突出,是解决身份被盗、证件丢失及假冒等造成安全问题的很有效方法.嵌入式声纹识别门禁系统是在对语音识别技术进行了大量研究,对这个领域主要技术、工作流程及各部分采用的方法进行细致分析的基础上提出的.该系统是对传统隐马尔科夫模型Baum-Welch训练算法的改进,同时提出"多方法多门限关联识别"技术,部分解决了说话人识别中"阈值设置"这一难点,提高了正识率与系统效率.该系统嵌入到门锁中,体积小、智能程度高.试用证明了此方法对系统改进的有效性,为开发智能化仪器提供了一个较好技术和方法.     

智能加工技术研究进展与关键技术

智能加工技术是集数字化设计制造理论与人工智能理论于一体的先进加工技术,是智能制造系统的基础性技术,也是实现质量高、效益佳、控制优的智能制造关键技术。本文概述了国内外智能加工技术的研究进展,阐述了智能加工的技术内涵,指出智能加工技术研究及发展中尚待解决的主要科学问题及关键技术,并提出了加速发展我国智能加工技术研究的建议。