拟人机器人视觉系统的软件设计

清华大学“985”重点科研项目——拟人机器人技术和应用系统研究开发的拟人机器人TBIPR-I包括视觉系统，系统新的软件部分应用了Direct Show技术，采用了组件的形式实现了主要部分。将新旧系统进行了对比，并给出了部分代码实例。     

基于C++的视频采集程序设计及计时器的使用

为满足拟人机器人视觉系统的特殊要求,开发了基于VisualC++的视频采集程序,并在程序中巧妙使用了计时器,较好地解决了拟人机器人的“双眼”同时采集视频图像的难题。     

THBIP-I拟人机器人研究进展

清华大学THBIP-I拟人机器人研究项目，由精密仪器系、机械工程系和自动化系组 成研究小组进行系统研究，其研究目的是发展先进机器人理论和技术，开发自主式拟人机器 人样机．THBIP-I机器人是具有头、手臂、躯干、腿和脚的拟人机器人，共32个自由度，并 具有视觉及语音识别等智能功能．结构设计方面，由直流无刷电机、滚珠丝杠、曲柄连杆机 构、谐波减速器组成，各驱动关节轴独立运动．控制系统分三层：组织层、协调层、执行层 ，分别完成任务规划、关节协调运动控制、关节伺服控制等任务．传感系统由关节位置检测 、地面反力检测、姿态检测、视觉系统、语音识别系统组成．电源系统采用机载电池系统供 电．本文将介绍THBIP-I机器人研究进展．     

基于DirectShow的多线程视频采集系统

立体视觉系统是拟人机器人重要组成部分。为满足立体视觉系统的特殊要求，提出了基于DirectShow技术的多线程视频采集系统。该系统实现了同步采集2个USB摄像头数据，具有结构简单、实现方便的特点，是立体视觉开发的良好平台。     

拟人机器人的技术特点

以前娱乐机器人常常以“怪人”的名目在一些研讨会上出现。而现在,它们已进入人们的日常生活,供人们娱乐与消遣,并已形成了一个独立的工业部门。这种机器人大多数是拟人型的。美国犹他大学工程设计中心与Sarcos研究公司和Animate系统公司已联合制造了一百多种复杂的拟人机器人。犹他大学负责基础研究与开发,Sarcos公司负责应用,Animate系统公司负责生产与销售。     

基于机器视觉的机器人物料分拣系统的设计

随着生产技术发展和产业转型升级,机器人代替人工劳动是大势所趋,而视觉是机器人的“眼睛”。分拣是工业生产过程的关键环节,但传统分拣工作多以人工分拣为主,这降低了生产效率,且难以保证产品质量。运用基于机器视觉的机器人物料分拣系统,能对不同颜色的物料进行准确识别和精准定位。本文阐述了机器视觉应用的意义、基于机器视觉的机器人物料分拣系统组成,设计了基于机器视觉的机器人物料分拣系统软件,分析了系统的应用优势。通过实践,实现了基于机器视觉的机器人物料分拣系统功能,提高分拣安全性、可靠性和工作效率,从而提高工业生产的智能化,适应产业发展需要。     

机器人小车子系统

虽说,足球机器人系统是由视觉、决策、通信、机器人四个子系统构成,各子系统在比赛中各司其职,但赛场的观众关注的只有“运动员”(机器人).为了和整个机器人系统区别开来,我们称场上的“运动员”为机器人小车(见图1).“运动员”在场中的表现直接体现了整个足球机器人系统的好坏,显然机器人小车在系统中扮演着执行机构的     

通用型“手—眼”式多关节机器人视觉系统物像关系的研究

本文着重研究了“手-眼”式通用型多关节机器人视觉系统中基体坐标系.物体坐标系和图象坐标系之间的关系.利用空间坐标系的投影变换和映射等方法,推导了“手-眼”式机器人系统中摄象机图象点和空间点对应的数学关系式.同时对固定式也进行了探讨.本文以多关节机器人视觉系统的实际情况为基础,在实际的机器人坐标系上导出了一个简便实用的算法,可以通过对摄象机摄取的图象中的点的坐标运算,求出其对应的空间点在机器人基体坐标中的坐标,因而能迅速准确地引导机器人根据视觉图象正确地运行到所求的空间点的位置.     

拟人机器人关节空间自适应H_∞位置跟踪控制

拟人机器人的建模和控制一直是一种开放的、富于挑战性的问题,研究了一种正交轮式移动车为载体的拟人机器人控制问题。首先建立了系统模型,据此提出一种新的基于NN的自适应H∞位置跟踪控制器,将鲁棒非线性H$控制方法与模型的直接自适应神经网络技术作了自然集成。然后证明了其鲁棒稳定性,并进一步分析了控制器中的重要细节。最后仿真研究验证了该控制器的正确性和有效性。     

第四届拟人系统大会

自涂序彦教授存国内首次发起“拟人系统”研究以来,拟人系统科学受到广泛关注和深入研究。2005年召开了第一届拟人系统大会。经过几年的沉淀和积累,第四届国际拟人系统大会将于2008年10月19—22日存北京召开。会议主题涉及很多领域,包括人工生命、人工情感、复杂计算、脑科学、     

东方智能化仿真人体模型参数的分析计算

对研制的东方智能化仿真人体体模内脏器官依据已建好的数学模型在Solidworks中建模,并依此对其主要内脏器官的惯性参数运用SolidWorks中的质量特性进行了计算和分析,该方法将先进的CAD技术与生物力学分析相结合,所得的结果为仿真人体模型的进一步研制提供了动力学分析的基础。     

Musical-based interaction system for the Waseda Flutist Robot

Since 1990, at Waseda University the development on the Anthropomorphic Flutist Robot has been focused on mechanically reproducing the physiology of the organs involved during the flute playing (i.e. lungs, lips, etc.) and implementing basic cognitive capabilities to interact with flutist beginners. As a results of the research efforts done until now, the Waseda Flutist Robot is considered to play the flute nearly similar to the performance of a intermediate human player. However, we consider that in order to extend the interaction capabilities of the flutist robot with musical partners, further research efforts should be done. In this paper, we propose as a long-term goal to enable the flutist robot to interact more naturally with musical partners on the context of a Jazz band. For this purpose a Musical-Based Interaction System (MbIS) is proposed to enable the robot the process both visual and aural cues coming throughout the interaction with musicians. In particular, in this paper, the details of the implementation of the visual tracking module on the Waseda Flutist Robot No. 4 Refined IV (WF-4RIV) is presented. The visual tracking module is composed by two levels of interaction: basic (visual interface for the musician based on controlling virtual buttons and faders) and advanced (instrument tracking system so that the robot can process motion gestures performed by the musical partner in real-time which are then directly mapped into musical parameters of the performance of the robot). The experiments carried out were focused in verifying the effectiveness and usability of the proposed levels of interaction. In particular, we focused on determining how well our the WF-4RIV dynamically changes musical parameters while interacting with a human player. From the experimental results we observed that the physical constraints of the robot play an important role during the interaction. Although further improvements should be done to overcome such constrains, we expect that the interaction experience may become more natural.     

Prowling autonomous mobile robot with a network camera

This research aimed to develop an autonomous mobile robot that helps various kinds of people. The evasion of obstacles is absolutely imperative so that the robot can act in a human-life environment. Therefore, we developed a robot that moves through doors and avoids obstacles with the help of images taken by a camera set on the robot. This work was presented in part at the 13th International Symposium on Artifical Life and Robotics, Oita, Japan, January 31–February 2, 2008     

神经网络在机器人视觉图像命令识别中的应用

在智能机器人技术中,视觉识别是关键.在智能机器人视觉系统获得的图像中,由于图像倾斜而造成的识别错误是视觉识别难以解决的问题.针对机器人所要完成的具体任务,对机器人的视觉识别问题进行探讨,为实现机器人对图像命令的识别,首先对机器人视觉系统获得的倾斜图像,采用Hough变换进行倾斜度检测并进行校正,然后采用人工神经网络法进行识别,根据识别结果对机器人的下一步运动进行决策与控制,达到了预期的目的.实验结果表明,该方法具有较高的识别率.     

移动机器人路径规划技术的现状与发展

移动机器人技术是近年来的研究热点,路径规划技术是移动机器人技术研究中的一个重要领域。路径规划分为基于模型的环境已知的全局路径规划和基于传感器的环境未知的局部路径规划。该文详细地叙述了移动机器人路径规划技术的分类和发展现状,全局路径规划和局部路径规划中的各种方法,具体地分析了各种方法的算法过程,并指出了各种方法的优缺点,以及各种方法的改进的办法,最后对移动机器人路径规划技术的未来的发展趋势进行了展望。     

一种骨外科手术机器人的图像导航方法

精确目标定位和手术路径规划是将机器人用于长骨骨折内固定手术中的关键技术．文中使用了局部法对X光图像进行畸变校正；并提出了一种基于几何模型的对准方法，得到一条能够穿过髓内钉远端孔的路径，从而引导串联机器人锁定髓内钉．实验表明，该导航方法仅需一张X光图像，有足够的定位精度和稳定性，可大大减少手术时间，降低医生所受辐射剂量．     

智能机器人路径规划及算法研究

路径规划技术是机器人控制技术研究中的一个重要问题,目前的研究主要分为全局规划方法和局部规划方法两大类。在对一些较有代表性的研究思想及其相关算法分析的基础上,比较各种方法的优缺点,提出了机器人路径规划今后的研究重点。     

自主移动机器人局部路径规划综述

自主移动机器人技术是近年来的研究热点,而路径规划技术是自主移动机器人技术研究中的一个重要内容。讨论了自主移动机器人路径规划技术的分类和研究局部路径规划的重要性;分析了局部路径规划技术的发展现状;指出了局部路径规划各种方法的优点与不足;对局部路径规划技术今后的发展方向做出了展望。     

机器人三维视觉技术及其在智能制造中的应用

三维视觉技术是智能机器人的一个热点研究方向,它是智能机器人进行环境感知和实现复杂任务的基础。本文围绕智能制造环境,介绍了机器人三维视觉技术的国内外研究现状及热点研究问题,阐述了它目前在智能制造中的应用,最后对机器人三维视觉技术的未来研究方向进行了探讨。     

移动机器人导航空间表示及SLAM问题研究

导航研究是移动机器人研究的承要领域之一。 空间表示则是移动机器人导航研究的基础性问题。围绕移动机器人导航空间表示,该文首先对目前广泛采用的空间分解表示,几何特征表示,拓扑地图表示等多种移动机器人导航空间表示方法进行详细的归纳和总结。通过对移动机器人导航空间各种表示疗法进行性能对比,指出各种空间表示方法的优点与不足。最后,对移动机器人导航研究中的同时定位与地图创建（SLAM）问题作了阐述,指出SLAM研究面临的问题,探讨了SLAM的未来研究方向。