嵌入式移动机器人红外路标定位模块研究

针对室内环境移动机器人的自定位问题,提出一种嵌入式移动机器人红外路标定位模块。采用基于单应矩阵的初始标定算法和陒机初始标定方法,补偿由于实际使用中的安装误差所引起的定位偏差。实验结果表明,该模块易于嵌入式系统实现,定位模块位置精度可达厘米级别,角度定位精度雓于6°。     

基于灰色定性理论的移动机器人地图创建

针对移动机器人自主导航地图创建中超声波信息存在不确定性的问题,提出一种新的基于灰色定性理论的超声波信息解释和融合的方法,并用于处理超声波传感器信息和移动机器人创建环境地图．首先,引入概率灰数对超声波信息的不确定性进行描述,以获得栅格单元和传感器的概率灰数模型;然后,设计超声波传感器新旧信息的融合方法,从而得到环境地图的整体表示;最后通过地图创建仿真实验结果表明了这种方法具有良好的鲁棒性和准确度．

     

基于模糊控制器的未知环境下移动机器人导航

研究机器人导航控制优化难题时,为实现未知环境中移动机器人自主导航并解决反应式导航策略中存在的局部陷阱问题,提出一种局部路径规划与目标切换相结合的导航方法.首先分析了移动机器人动力学模型,应用模糊推理构建反应式模糊控制器实现局部路径规划,并提出一种改进的目标切换方式,以机器人与目标相对方向的变化作为陷阱区域判断条件,当检测到陷阱情况时,引入合理的虚拟子目标,面向运动,直到脱离陷阱状态并恢复实际目标.方法可有效驱动机器人在复杂未知环境下以合理的路径脱离陷阱区域到达目标.仿真结果验证了方法的可行性和有效性,为应用于实际系统提供了可靠依据.     

自适应带宽均值移动算法及目标跟踪

首先提出了一种经典均值移动算法的推广算法,即自适应带宽均值移动算法,进而提出了基于自适应带宽均值移动的二维视频目标跟踪算法（ABMSOT）.前者提出了在带宽自适应情况下均值移动算法求取局部极值的框架步骤,后者可实时跟踪目标的位置、大小和方向.在ABMSOT算法中,目标模型和候选模型采用自适应带宽核函数加权特征直方图描述,目标模型和候选模型的相似性采用Bhattacharyya系数度量;通过迭代两步法搜索到目标最有可能的位置、大小和方向.第一步执行一次均值移动迭代搜索目标位置,第二步计算出最能描述目标区域大小和方向的带宽矩阵.从理论上证明了两个算法的收敛性,并通过实验证明了ABMSOT算法能实时跟踪目标的位置、大小和方向.     

基于显著图的SIFT特征检测与匹配

基于尺度不变特征变换(SIFT)特征的图像匹配存在特征点数量大、运算时间长等问题。为此,引入视觉注意机制,提出一种基于显著图的SIFT特征检测与匹配方法。比较常用的显著图计算模型,选择谱残差方法提取图片的显著图。对显著图进行二值化和形态学等处理,得到规则合理的显著区域。在显著区域内提取SIFT特征,生成特征向量,进行图像匹配。实验结果表明,该方法能提高运算效率,并且得到的SIFT特征更加稳定。     

转向盘式六足机器人设计及全方位运动控制

基于转向盘的全方位步行机器人综合了腿式机器人与车辆方向盘的结构特征,为了对其运动性能及运动控制进行系统研究,介绍了该机器人的设计思想、机构特色及运动原理.建立了该机器人的等效操作臂模型,给出操作臂的雅克比矩阵,推导出操作臂在关节空间和笛卡尔空间下的动力学方程,以此给出了转向系统的非线性闭环控制模型.基于Adams与Matlab/Simulink对机器人全方位运动进行了PID联合控制仿真,并对样机模型进行了实验研究.结果表明:转向盘式步行机器人在全方位运动控制方面灵活性好,方向精度高,控制简单可靠.     

步行机动力学与控制集成仿真方法

研究应用虚拟样机技术进行机器人动力学与控制集成仿真的方法。以步行机为具体对象 ,利用动力学仿真软件建立机械系统模型 ,利用接口函数 ,将该模型直接应用到控制系统仿真软件中 ,进行步行机的步态规划和控制器设计。通过仿真我们得出了步行机控制器的设计参数和可行的步态     

机电系统的智能控制技术

智能控制系统的组织结构体现了“智能递增，精度递减”的原理，其协调层次越高，所体现的智能也越高。     

机器人机构的反向可驱动性设计

为提高机器人与人合作或交互的质量,减少机构自身的重力、惯性等带给使用者的不舒适体验,研究机构的参数设计方法,以一种2自由度虚拟样机为例,综合考虑运动学与动力学各向同性,以操作空间使用者需要克服的最大惯性来衡量机构的反向可驱动性,分析机构参数对系统性能的影响.以运动学各向同性为指标,给出运动学参数设计标准.建立机构的动力学模型,考虑机构的重力平衡、反向可驱动性和动力学各向同性,给出各指标的影响因素.最后对一组特定参数进行校核和分析,并给出具体指标数据.该机构在工作空间中部具有好的各向同性,有部分重力未得到平衡,等效质量在工作空间中部很小,外侧稍大.根据改进设计建议,合理调节机构质量分布和关节杆长可有效提高系统性能.研究结果可以推广到各种以反向可驱动性为重要指标的机器人机构参数设计与校核.     

基于Android系统的多传感器移动体感应用

研究了多传感器技术在Android移动设备上的应用,提出了基于Android传感器应用的实现方法,使用户与设备发生更为直观的操作和交互。本文首先介绍了开发环境搭建,利用 Android 程序框架实现此应用程序, JNI(Java Native Interface)调用数据融合相关函数的步骤,以及采用Android NDK(Native Development Kit)生成共享库的过程。然后阐述了利用 Android 传感器和动态调用数据融合算法获得数据开发指南针,水平仪,动态立方体的方法;最后描述了开发的MFC服务器端软件通过Socket进行实时位置坐标数据的传送和绘制轨迹信息的功能。实验结果表明,该系统实现了所需展示的性能和应用功能,并可扩展到移动设备的其他应用程序中。