面向人机对抗赛的语音交互系统设计

设计了中型组足球机器人的比赛中应用的人机语音交互系统。首先简要介绍了相关软件,对语音识别原理进行了解析;然后分析了语音合成技术及其实现步骤,并根据足球机器人在比赛中的实际需要,设计了一套语音指令;利用Kinect软件进行了实验研究;最终针对不同的发声对象测试了多组数据,实验结果表明所设计的语音交互系统对语音指令的识别行之有效,识别率较高。无论是裁判机还是队员机,都能快速准确地识别队员的语音指令并进行播报,完全满足人机对抗赛对人机语音交互的需求。     

基于FPGA实现粒子滤波算法的实时细胞跟踪系统设计

面向背景是静止的运动细胞图像序列,通过简化粒子滤波算法并在FPGA实现其硬件逻辑来设计快速跟踪系统。其是按照目标辨识和跟踪要求,用模块化思想设计采样和存储模块、权值及阀值计算模块、重采样模块和状态估计输出模块后通过硬件描述语言VHDL下载到FPGA。针对单个细胞跟踪,单个细胞分裂跟踪和多细胞跟踪的测试对该系统的快速性和准确性进行验证。实验结果表明该系统满足对移动目标快速识别和跟踪要求。     

基于脑机接口的机器人辅助脑瘫康复面部表情训练系统设计

本文针对脑瘫(CP)患儿这一特殊群体,研究设计了基于脑机接口(BCI)技术的表情辅助训练系统。系统采用的脑机接口设备是Emotiv EPOC+,通过WebSocket通信协议获取和传递脑电信号,并且使用小波包变换对信号进行处理,获取信号的特征值;使用V-REP仿真软件设计仿真四轮小车,将获取到的特征值用于控制仿真小车实现不同方向的运动,以达到吸引患儿的注意力、提高训练效果的目的。设定了带有图片的人机交互界面增强引导患儿注意力。通过与医院康复师现场实验,验证了该技术的可行性,可为相关设备研发提供技术储备。     

家居安全隐患的智能机器人多传感器控制系统设计

按照家居环境设计了可巡航机器人本体。根据对现代家庭安全隐患的分析,得到典型安全隐患。通过多种传感器对典型安全隐患进行监测,利用GSM移动网络来给主人发准危险信号短信,主人通过互联网技术完成特定安全隐患的预处理。实验结果表明:该机器人系统能够实时对家庭隐患进行监控,稳定性好,可以实现预警和对特定安全隐患的远程处理。     

基于LabVIEW的五子棋博弈算法

针对目前五子棋人机对弈多数基于电脑、手机,缺少真实环境的问题,提出一种基于LabVIEW的博弈算法,并运用于真实的五子棋人机对弈。首先通过图像采集系统获取当前状态下棋盘及人机双方棋子的位置信息;然后对棋局的局势进行分析;同时为了提高下棋的效率,对棋型进行了分类,并对原有的博弈算法进行改进,采用进攻和防守两个权值简化决策过程。通过真实的对弈测试表明,基于LabVIEW的五子棋博弈算法能快速、准确地实现五子棋的人机对弈。     

蛇形机器人的设计及摩擦力对其运动性能影响的分析

为使蛇形机器人的结构和运动形式能够适应各种复杂环境,研究了蛇形机器人运动性能与环境的关系及其运动控制,设计了一种单被动轮为接触面的正交串联蛇形机器人,分析了蛇形曲线参数对其运动的影响,通过实验研究了摩擦系数对其运动步态的影响,得出了蛇形机器人的前行速率随蛇形曲线参数α的增大而增大,随摩擦系数μ的增大而减小的结论,以及蛇形曲线步态参数的调节策略。     

大气湍流对盖革光子探测测距精度影响的研究

回波光子到达时间的随机性限制了盖革光子测距系统的测距精度,大气湍流加剧了这种随机性,降低系统测距精度。根据回波光子探测的调制泊松概率模型,分析了距离门内各探测时隙的概率分布,利用回波光子可识别区域内探测时隙的归一化概率,建立了存在大气湍流影响时测距精度的理论模型,研究了大气湍流对测距精度的影响。理论分析结果表明,大气湍流降低系统探测概率和测距精度,当回波强度为1,湍流参数为2.5时,与无大气湍流影响情况相比,系统距离精度和准确度下降达4.2 cm和14 cm,且湍流越强,目标探测概率越低,虚警率越高,距离精度和准确度越低。     

水下蛇形机器人机构设计及蜿蜒游动研究

仿效自然界蛇在水中的蜿蜒游动,设计了适于水中蜿蜒游动的蛇形机器人样机,并运用蛇形曲线对其蜿蜒游动进行实验研究。首先对蛇形机器人在水中的受力情形进行了分析;其次通过蛇形曲线控制蛇形机器人实现蜿蜒运动,并用依据样机搭建的动力学模型对蛇形机器人蜿蜒游动性能进行了仿真研究;最终对比分析了蛇形机器人在水中蜿蜒游动性能实验与动力学仿真中蜿蜒游动性能试验,验证了建模的必要性,为蛇形机器人的实用化提供了理论技术依据。