基于ARM的清洁机器人障碍检测系统设计与实现

介绍了一种基于ARM的清洁机器人障碍检测系统设计方案,提出了以嵌入式系统为核心,以ARM处理器为主控制器,以视觉传感器检测障碍的清洁机器人障碍检测系统总体方案,并给出了硬件设计方案及软件设计框架。最后进行了实验测试,实现了清洁机器人视觉障碍检测功能,实验结果验证了系统方案的可行性。     

基于优化异质BP神经网络信息融合的清洁机器人定位研究

清洁机器人的移动定位是个复杂的非线性定位的问题,精密机械结构与路径规划无法补偿定位不精确造成的移动误差,提出一种基于异质RBF神经网络信息融合的清洁机器人定位技术,设计了智能机器人的控制系统、移动系统和感知系统,设计多个位姿传感器后,实时采集位置信息,在主控芯片中使用粒子群优化神经网络技术对多传感器的信息进行融合,计算清洁机器人的位置信息,解决了位置因素非线性强,定位误差大的问题,并且有效提高了神经网络的局部收敛能力;使用机器人多传感器的实验平台测试证明,这种方法下清洁机器人的移动中定位准确率较传统方法提高13%,具有很强的可靠性与实用性。     

基于模糊距离和DS证据融合的清洁机器人定位设计

针对现有清洁机器人定位算法具有的定位精度不高且难以保证在线定位的实时性问题,设计了一种基于模糊距离和DS(DEMPSTER-SHAFER)证据融合的清洁机器人自定位算法;首先,对清洁机器人的总体结构进行了建模和分析,并对其进行硬件设计,为了实现清洁机器人的实时精确定位,采用DS证据数据融合方法对多传感器采集的数据进行有效数据融合,为了进一步提高其精确性,引入了模糊距离,定义当前传感器采集数据与理想结果之间的距离,根据距模糊距离的大小自适应地调大或减少传感器采集数据分配信度的权重,将加权信度作为新的信度进行融合得到最终的融合结果;在不同的场地中进行实际试验,对文中设计的清洁机器人进行实际定位,实验结果表明文中方法能有效地进行定位,较经典的DS证据融合和其它方法具有较高的定位精度,且具有较小的时间复杂度和空间复杂度,具有较大的优越性。     

基于三维模型的定位算法研究

为使清洁机器人在清扫的房间中能快速确定自己的位置,根据广角摄像头采集到的墙角画面图像中墙角的三条棱线对应的角度关系,来确定清洁机器人离墙面的距离,进而确定在房间中的位置。首先对广角摄像头采集到的畸变图像进行校正,再识别提取出墙角棱线,最后依据测量出来的房间的高度和位置信息建立三维模型并利用神经网络模拟数学关系实现定位。仿真与实际数据对比表明,此算法稳定,能够满足清洁机器人的定位需求。     

基于ARM的建筑能效数据采集机器人设计

设计了一种应用于建筑能效数据采集的室内履带机器人。该履带机器人在室内环境中通过无线传感器网络和惯性导航系统联合定位的策略,到达目标位置采集无线传感器结点信息,最终完成建筑物内部的建筑能效数据采集任务。采用ARM系统的设计方案,使用电子罗盘、加速度和转速等传感器,结合无线传感器网络的RSSI技术实现了机器人的行驶和定位功能。     

一种新型玻窗清洁机器人的设计与实现

为了实现对玻璃窗户全方位自动、高效地清洁,设计了一种新型玻窗清洁机器人.介绍了机器人的总体设计思路,重点阐述了机器人的结构设计、驱动模块以及控制算法.测试表明,该玻窗清洁机器人操作简单、控制灵活、实用性强,且具有较高的可靠性和准确性,可实现竖直方向全方位自由移动,清洁效果良好.     

仿尺蠖多模式爬壁机器人设计与控制方法研究

对于高层建筑清洁、大型化工罐体焊接与检测以及管道、隧道等狭小空间的安全巡查,传统方式为人工操作,存在安全隐患及效率低下等缺点,针对这些问题,提出了一种爬壁机器人设计方案。通过研究自然界尺蠖类生物的壁面攀爬机理,结合仿生技术,利用真空吸附和爪刺抓附两种附着技术,研发了一种仿尺蠖多模式爬壁机器人。首先在静态条件下,采用D-H参数法建立了机器人运动学数学模型,求解了机器人运动学的正、逆解,然后进行了基于极坐标理论的机器人控制方法研究,分析了了步态控制策略,并基于嵌入式控制器搭建了实际样机的控制系统,进行了功能性测试,验证了爬壁机器人的运动学模型的正确性和步态控制方法的平稳性,为双足类仿生机器人进一步研究提供了参考。     

光伏阵列清洁机器人路径跟踪改进型自抗扰控制

针对光伏阵列清洁机器人清洁作业过程中存在路径跟踪精度低与外界不确定干扰等问题,提出了一种改进型自抗扰控制策略来控制驱动单元模型,实现驱动单元角速度（力矩）的高鲁棒性控制,从而提高了机器人的路径跟踪精度.通过分析机器人的运动状态,得到清洁机器人实际运动位姿与期望运动位姿之间的误差.由于外界环境以及其他不确定因素的干扰,通过建立清洁机器人移动底盘带不确定干扰因素的动力学控制模型,在传统自抗扰控制器的基础上通过改进fal函数,提出了一种运动学与动力学内外嵌套的改进型自抗扰策略.改进型扩张状态观测器来实时观测并补偿不确定干扰因素,从而实现清洁机器人高精度跟踪作业目标路径.通过多种目标路径的跟踪仿真实验,最终都表现出了较好的跟踪结果.证明了本文所设计的基于改进型自抗扰控制的光伏阵列清洁机器人路径跟踪控制算法的优越性与有效性,提高了光伏阵列清洁机器人的清洁作业路径跟踪精度.     

基于机器视觉的全自动换电机器人定位系统

全自动换电机器人代替人工, 实现了电动汽车内电池的自动更换. 其定位系统解决了电动汽车停放随机性导致的电池定位难题, 是换电机器人成功换电池的关键. 该定位系统以机器视觉技术为基础, 通过单目相机拍照, 获取电池的姿态信息, 实现了对电池的精确定位. 介绍了全自动换电机器人视觉定位系统的设计方案、组成及工作步骤, 并通过实验证明该系统具有较高的精度和准确性, 安全可靠.     

基于直方图相似度度量的中央空调风管附尘度检测

对于主从控制中央空调清洁机器人,操作人员依据视频很容易就可判断出风管是否清扫干净。在机器人自主清洗中央空调风管时,为了能够使机器人识别管道内灰尘附着程度,文章采用了直方图相似度作为清洁机器人自动判断管道附尘度和清洁与否的标准。文章给出了相关的原理和算法,并进行了试验验证,结果表明该方法具有快速性、实时性和准确性等特点。     

水下船体清刷机器人运动分析及仿真

本文分析了水下船体清刷机器人的运动,建立了机器人运动学方程,根据所设计的伺服控制系统对机器人系统进行了运动仿真.结果表明,所设计的机器人系统鲁棒性好,满足设计要求.     

Mechanism Design and Mechanical Analysis of Multi-Suction Sliding Cleaning Robot Used in Glass Curtain Wall

In order to meet the needs of high-altitude glass curtain wall cleaning, a multi-suction sliding cleaning robot was designed. The sliding robot sucker, cleaning system, obstacle avoidance and rotation ability, walking circuit and mobile working principle of the cleaning robot were designed. This involved the analysis of the robot’s anti-rollover mechanics during adsorption, of robotic winds when working at height, and of anti-sliding mechanics during robot movement, in order to explore feasible ways to improve the robot’s adsorption performance. The relationship between the effective diameter D of the suction cup, the vacuum degree △ P, and the gravity G should be determined by the anti-slipping analysis. In order to ensure the safe and reliable adsorption force and the flexibility of this robot when moving on a wall, the aforementioned analyses were conducted to improve the motion performance of wall-climbing robots, which provides a good theoretical basis for design optimization and motion control of cleaning robots. The curtain wall cleaning robot has stable walking ability and can clean the wall surface effectively; therefore, it has a certain practical value.     

一种用于气体绝缘开关设备异物清扫与检测的机器人系统

针对现有对GIS管道的检测方法不能同时兼顾异物清理的问题,研制了一种基于Inter Edison平台的用于GIS管道内腔异物清扫与检测的机器人系统。从硬件结构、机器人运动学建模以及人机交互平台3个方面对设计的机器人系统进行了详细的介绍。其中硬件上采用集成化程度高的Inter Edison处理器作为模块化设计的中心;在人机交互平台上,基于Android开发平台,实时实现系统的3D动态显示、运动过程控制、机器人姿态控制等功能。实验表明:该机器人结构独特,能在GIS管道腔内平稳地运行;机器人能实现左右各20°的移位;摄像头拍摄无死角;人机交互中心视频画面清晰;整个机器人系统满足GIS检测清理机器人各项功能的任务要求。     

关节式带电清扫机器人的绝缘性及安全性设计

关节式带电清扫机器人（简称“HVCR II”）是一种遥操作机器人,用于330kV变电所高压设备外绝缘瓷瓶的带电清扫．本文介绍了其在绝缘性和安全性设计上的一些研究工作,包括绝缘结构设计、绝缘操作方式、控制系统以及泄漏电流实时监测及报警系统的设计．工频耐压试验和模拟带电清扫试验表明,关节式带电清扫机器人有良好的绝缘性能,并具备了明朗的应用前景．     

一种改进的全覆盖路径规划算法

全覆盖路径规划在现实生活中具有很广泛的应用,本文针对已存在的全覆盖路径规划算法中的内螺旋算法进行改进,提出带有优先级的内螺旋算法PISC算法。在算法中加入行走优先级,并采用回溯法解决清扫机器人进入的死角问题,优化机器人的清扫路径,最后在Visual C+〖KG-*3〗+6.0编程环境下进行算法仿真。实验结果表明,清扫机器人能有效地避开障碍物,在自由区域顺利行走,提高了清扫机器人的清扫效率,减少了机器人清扫的重复路径。     

Design and Implementation of a Novel Outdoor Road-Cleaning Robot

In order to clean unknown outdoor environments, we devised a novel outdoor cleaning robot using mainly on-board vision-based auto-navigation in this paper. The track-driven and cleaning mechanisms of the robot are designed for cleaning tasks in outdoor rough terrain. A single image sensing module is exploited for clean-region detection and three ultrasonic ranging modules are used for obstacle avoidance. The cleaning task is performed autonomously after the boustrophedon path planning is completed in the grid-cell map. The map is obtained from transforming the two-dimensional images captured by the image sensor. The robot also self-localizes based on the deduced boundary lines at the end of each cleaning stage to continue its unfinished cleaning work. The experimental results prove that our outdoor cleaning robot performs well in general outdoor environments.     

Evolution of homing navigation in a real mobile robot

In this paper we describe the evolution of a discrete-time recurrent neural network to control a real mobile robot. In all our experiments the evolutionary procedure is carried out entirely on the physical robot without human intervention. We show that the autonomous development of a set of behaviors for locating a battery charger and periodically returning to it can be achieved by lifting constraints in the design of the robot/environment interactions that were employed in a preliminary experiment. The emergent homing behavior is based on the autonomous development of an internal neural topographic map (which is not pre-designed) that allows the robot to choose the appropriate trajectory as function of location and remaining energy.     

面向服务的分布式数据库系统的容忍入侵方法

以分布式数据库系统提供的服务作为入侵检测的对象，采用了基于对可观测现象检测的原理，跟踪和定位被入侵的服务，借鉴了基于日志的破坏隔离围堵策略，准确定位了被破坏的数据，并对这些数据进行处理和恢复，不需要将整个系统进行“回退”，最大限度地保证数据库中其他服务的正常运行，保证了系统的可生存性。     

CRABOT: A Biomimetic Burrowing Robot Designed for Underground Chemical Source Location

This paper describes the biomimetic inspiration and development of a burrowing robot called CRABOT. This robot is one part of a project to investigate novel techniques for locating the source of volatile chemicals released underground. A range of chemicals, including petrol, kerosene and diesel fuel, are commonly stored in underground tanks or transported by buried pipelines. All of these structures are prone to corrosion and the development of leaks. Currently, finding the source of underground chemical leaks is a difficult task. As part of an automated system to locate chemical leaks a prototype burrowing robot has been developed modeled on the mole crab Emerita talpoida. The current version of this robot functions in a 'semi-submersed' configuration that allows the operation of the burrowing mechanism to be easily observed. Later versions will burrow completely below the surface. This paper provides details of the design and performance of the prototype burrowing robot.     

高层建筑自动擦窗机控制系统的研制

本文介绍了一种新的玻璃幕墙清洗机即自动擦窗机系统,文章以PMAC运动控制器的应用为背 景,对高层建筑自动擦窗机的控制系统原理、体系结构以及软件设计进行了详细论述．在文 章最后着重讨论了机器人视觉在自动擦窗机中的应用．