Kinect与Darwin机器人的联合调试与仿真平台的设计与实现

机器人模仿学习是机器人技术的重要研究方向之一。针对机器人动作模仿学习,设计了Kinect和Darwin-OP2机器人的联合调试与仿真平台。该平台主要包括图像采集模块、运动控制模块和3D模型仿真模块,具有人体姿态解算、机器人实时状态监控及姿态仿真、与下位机网络通信及远程实时跟踪控制等功能。测试结果显示,该平台响应迅速、网络通信机制稳定、交互界面友好,能较好地实现机器人动作模仿学习。     

仿人顶双杆杂技机器人简介

顶杆杂技是一种具有悠久历史的技巧性表演艺术,是力量与智慧有机结合的艺术体现。仿人顶双杆杂技机器人就是以此为实现目标,以具有世界领先水平的环形二级倒立摆控制系统为原型,模仿人类顶杆杂技演员,应用独创的仿人智能控制方法控制两摆杆的自动摆起和倒立稳定,在世界上率先提出并率先完成了对环形二级倒立摆两支摆杆可能构成的四种平衡状态及状态之间进行任意切换运动的控制,实现杂技机器人模仿人类杂技演员的各种顶杆杂技动作表演。     

娱乐教育机器人市场统计

娱乐机器人 机器人从一开始就吸引着人们的目光,因为他们体现着人类梦想,人们希望创造出一些能够模仿人类的感知、动作,甚至是认知的机器。在过去的几年里,一些公司开始研究和开发一些娱乐以及玩具机器人。在ROBODEX2003（横滨）展览会,以及2005年日本爱知世博会上,日本展示了很多能够应用于日常生活的高科技机器人产品。     

迅速发展的军用机器人技术

机器人技术发展迅猛 从技术角度来看,现代机器人已发展到第三代。第一代机器人是示教再现型工业机器人。它们装有记忆储存器,由人将作业的各种操作要求示范给机器人,使之记住操作的程序和要领。当它接到再现命令时,则自主地模仿示教的动作行事。第二代机器人是装有小型计算机和传感器的离散编程的工业机器人。它能感知外界信息和进行“思维”,比第一代机器人更灵活、更能适应环境变化的需要。第三代是智能机器人,它装有多种传感器,能识别作业环境,能自主决策,具有人类大脑的部分功能,且动作灵活,是人工智能技术发展到高级阶段的产物。     

机器人与自动化技术

1概况机器人技术融合了机械、电子、计算机、材料、仿生学、自动化技术、通信技术等各种技术,它是机、电、仪一体化的产物,在协助和取代人从事生产和社会实践方面已经取得了可观的成绩。这种模仿人类和动物行为的机器,具有身体、大脑、动作三大特征,一般机器人应有如下五部分组成,即一套可移动的身体结构和肌肉系统或称类似于马达的装置,做到移动或完成某个动作,一套感官系统或称传感器系统,大脑系统或称计算机系统,能源系统或称电源。机器人系统如图1所示,一般由执行器(机械手等)、控制器、环境、任务四部分组成。一般工业机器人的重要技术指标有自由度、动作形态、作业空间、承载能力、运动速度、位置精度等。     

娱乐教育机器人市场的统计

娱乐机器人 机器人从一开始就吸引着人们的目光,因为他们体现着人类梦想,人们希望创造出一些能够模仿人类的感知、动作,甚至是认知的机器.在过去的几年里,一些公司开始研究和开发一些娱乐以及玩具机器人.在ROBODEX2003(横滨)展览会,以及2005年日本爱知世博会上,日本展示了很多能够应用于日常生活的高科技机器人产品.     

仿人视觉过程的机器人视觉伺服系统研究

提出了一种模仿人类视觉过程的动态图像目标跟踪方法,其采用基于模板匹配的识别技术,通过模仿人类视觉目标定位过程运用遗传算法实现了对运动物体的视觉跟踪。利用此方法实现了一套视觉伺服机器人的运动目标跟踪系统,通过实验说明该方法能够满足系统的实时性要求,同时具有一定的抗噪能力。     

虚拟现实底展结构及其在机器人学中的应用

本文将通过介绍一个以虚拟现实硬软件底层结构为基础的巡逻机器人,对远端现实的概念和虚拟现实技术的应用进行分析和讨论。 文中介绍的巡逻机器人是由韩国科学技术研究所(KIST:Korea Institute ofScience and Technology)开发和研制的。它由一个移动底架和一个安装在活动平台上的立体摄像机组成,其中活动平台可以模仿人类操作员的头部动作。有了这套设备,操作者可以实时地对巡逻机器人进     

机器人的人体姿态动作识别与模仿算法

提出从人体姿态估计的角度实现人与NAO机器人的互动交流。用AdaBoost算法训练得到人体部件检测器,利用得到的部件检测器在图片中寻找到对应部件的若干候选区域,在寻找的过程中兼顾部件的位置和方向。依据提出的评价指标评价这些候选区域,从中选出最优。以NAO机器人为实验平台,在其动作可达范围内实现对人体动作姿态的识别与模仿,达到较好的动作空间一致性和时间一致性。实验结果证明该算法可有效识别和模仿人体姿态。     

足球机器人交互规则控制系统设计

在足球机器人人机交互运动辨识中,由于人类在足球运动中复杂的姿势、行为动作、生理心理状态、语言、情感和触觉等自然能力,造成了机器人在对足球运动动作辨识过程中存在大量的伪动作指令.传统的人机交互动作辨识方法去除伪动作所应用的计算过程过于复杂,致使识别速度缓慢,效率低.提出一种新的足球机器人人机交互运动辨识方法,选择中型组足球机器人UP-VoyagerⅢ作为研究对象,应用Kinect体感技术实现人体骨骼的检测和跟踪,设计人体前进、后退、左行、右行和停止等上肢动作规则.以中型组足球机器人持球器方向为正前方,针对对应规则设计圆周等距排列的3轮组成万向运动底层速度分解策略,以实现快速的人机交互功能.实验表明该中型组足球机器人可以根据系统架构实现人体动作辨识,进而执行相应动作.研究方法为中型组机器人辨识人动作信息提供了实用和可靠的方法.     

智能厂房温湿度控制系统

首先分析了厂房温湿度控制与一般建筑物空调系统的区别,指出现在流行的空调控制方法不适合厂房温湿度控制;接着提出一种智能温度控制方法,它不需要确定系统的数学模型,用专控制的方法,在不同控制阶段分别采用开关控制,模糊控制和智能ＰＩＤ控制;最后介绍了实行结果。     

A three-loop model-following control structure: theory and implementation

This article presents a novel three-loop control system, which supplements control structures known from the literature as model following control (MFC). The major advantage of the proposed system is its high robustness to process parameter variations; it is much higher than that offered by single-loop or two-loop control systems. Features of the new structure are revealed by a theoretical analysis that has been carried out from the viewpoint of requirements for a force/pose controller of a Stäubli RX60 manipulator. This article shows how the proposed control structure responds to such strong process parameter variations and makes a comparison to results yielded by single-loop control structures.     

模型跟踪广义预测鲁棒自适应控制器

本文采用滤波CARMA模型,基于内模原理,提出了一种新的广义预测鲁棒自适应控制器,并分析了闭环系统性能,在新的控制器中,引入适当的前馈作用,使得跟踪和调节问题解耦,利用部分状态跟踪、模型参考以及极点配置方法解决跟踪问题,利用多步预测滚动优化方法解决调节问题;适当选择滤波器可以保证对平稳随机扰动有满意的响应,减少可调参数对闭环系统响应的影响,增强系统对未建模动态的鲁棒性,仿真结果表明:该控制器对确定性和非平稳随机扰动具有不变性,对系统时延和阶次变化具有鲁棒性,适用于非最小相位和开环不稳定系统。     

一种专家智能控制器的仿真研究

该文提出一种专家智能控制器（简称为ＥＩ控制器）．该控制器的参数可基于专家知识和过程参数的变化实时进行调整。仿真结果表明对于工业过程中的大纯滞后、非线性、变参数特性能获得较为满意的调节效果。     

自动化技术专题讲座(Ⅳ)──智能控制技术与应用

主要介绍智能控制的原理、结构、类型和应用。     

Stabilization of robot motion and contact force interaction for third-order motor dynamics

An approach to the synthesis of control laws stabilizing motion and force in contact tasks, based on the exponential stability of the closed-loop control system, is described. When using the synthesized control laws, simultaneous stabilization of both motion and force is achieved with a preset quality of the transient responses. The task is solved in a most general form, taking into account the constraints on robot control, its position and the force of interaction of the robot and the environment, and the external perturbations and inaccuracies of the measuring sensors, when the environment dynamics is being described by nonlinear second-order differential equation, and the robot dynamics includes the third-order equations of the robot actuators dynamics.     

专家PID控制在印染过程温度控制中的应用

对于具有较大时滞,非线性和时变性特点的打样机对象(它是印染行业中的一种小型设备),常规PID控制方法往往难以达到良好的控制效果.本文将专家控制器与常规PID控制器相结合,提出了一种智能控制器结构.试验表明,与常规PID控制器相比,该控制器的控制精度有了明显的提高.     

六自由度并联机器人分散鲁棒非线性控制

针对六自由度并联机器人动力学特点,提出了一种新型分散鲁棒非线性控制方法.与传统PD控制策略和已有分散鲁棒非线性控制方法相比,由于控制律中增加了广义误差的小数幂项,改进后的方法除保持原方法的优点外,还具有较强的终端收敛能力,能够保证跟踪误差以更快的速度全局一致收敛到一个更小的剩余集.通过选择合适的控制器参数,可使剩余集趋于0.运用Lyapunov方法分析了系统稳定性,给出了系统稳定性条件.最后,仿真结果验证了该方法的有效性.     

Feedforward output-feedback control for continuous exothermic reactors with isotonic kinetics

The robust feedforward (FF) output-feedback (OF) control problem of (possibly open-loop unstable) continuous exothermic jacketed reactors with isotonic kinetics with respect to reactant concentration is considered. The volume, temperature, and concentration must be regulated by manipulating the feed, exit and coolant flowrates on the basis of volume and temperature measurements. The problem is addressed as an interlaced controller-observer design within a constructive control framework. The result is a quasi linear-decentralized (qLD) FF-OF dynamic controller which: (i) recovers (up to observer convergence) the behavior of a robust nonlinear FF-SF controller, (ii) has closed-loop stability conditions coupled with conventional-like tuning guidelines, and (iii) constitutes an add-on to the PI control scheme commonly employed in industrial reactors. The approach is tested with an open-loop unstable reactor example through simulations.     

Multivariable PID control by decoupling

This paper presents a new methodology to design multivariable proportional-integral-derivative (PID) controllers based on decoupling control. The method is presented for general n × n processes. In the design procedure, an ideal decoupling control with integral action is designed to minimise interactions. It depends on the desired open-loop processes that are specified according to realisability conditions and desired closed-loop performance specifications. These realisability conditions are stated and three common cases to define the open-loop processes are studied and proposed. Then, controller elements are approximated to PID structure. From a practical point of view, the wind-up problem is also considered and a new anti-wind-up scheme for multivariable PID controller is proposed. Comparisons with other works demonstrate the effectiveness of the methodology through the use of several simulation examples and an experimental lab process.