基于树莓派的六足机器人目标跟踪系统研究

在室外环境进行机器人目标识别与跟踪是计算机视觉和机器人技术的前沿发展方向,机器人在导航、智能监控、多机协作、人机交互等领域应用广泛.设计了一种基于树莓派的六足机器人目标识别与跟踪系统.通过六足机器人搭载Kinect高清摄像头对行人和目标六足机器人进行识别与跟踪,YOLO v3进行行人和目标六足机器人的检测与识别,得到质...     

六足仿生机器人的设计与实现

所述六足仿生机器人基于SoC FPGA平台实现,结合了机械结构设计、六足步态控制、蓝牙传输技术、弯曲传感器、OpenCL图像处理加速、VR显示等诸多技术。ARM部分作为主控,存储摄像头视频图像,并调用FPGA模块对图像处理加速,通过路由器架设的局域网向VR眼镜输出视频流信息。FPGA部分用于接收蓝牙信号,驱动机器人手臂运动,摄像头拍摄角度切换以及六足行进。实际操作时操作者需佩戴自制的数据手套和VR眼镜。操作数据手套上的方向按键可控制机器人移动。数据手套的每个手指上安装有弯曲传感器,用于控制机械手臂跟随人手实时运动。VR眼镜中放置一个智能手机作为显示终端,实时显示机器人摄像头获取的画面。经过多次实际测试,操作者佩戴VR眼镜及数据手套均可远程操控机器人抓取置于复杂地形中的水瓶。     

面向配电室智能监测的传感器巡检机器人设计

开发了一种用于配电室危险环境下的多元传感器移动巡检机器人。设计了满足配电室环境的机器人结构,使得巡检机器人具有结构紧凑、体积小、重量轻、携带方便等特点。通过运动学分析,研究了机器人的差动能力和爬升能力。运用PTZ摄像机和控制系统将采集的图像和传感器数据传输通过IEEE 802.11b/g传输到智能维护中心（IMC）。实验结果表明,该机器人能够在配电室内顺利移动,并能有效地对配电室环境进行智能监测。     

基于远程控制的六足搜救机器人系统的设计

针对灾后现场环境的危险性与复杂性,设计了一套搜救机器人系统;在基于仿生学的基础上设计机器人六足式移动平台,以Atmega128型单片机为控制核心,通过步态与动作控制,使之具有强大的越障能力和机体灵活性;整个搜救系统分为机器人系统和控制中心系统两大部分;机器人系统配有完备的传感器模块以及高清摄像头,通过无线传输技术,可在0～1 000 m范围内实现向控制中心系统上位机的数据与图像传输,并接受上位机控制指令,控制中心根据采集到的信息,可以有效指挥现场搜救人员,大大提高了搜救速度与效率。     

基于ARM的六足仿生机器人野外定位系统

为了更好地控制六足仿生机器人适应野外作业环境,针对机器人野外定位问题,提出了一种六足仿生减灾救援机器人无线野外定位系统解决方案,方案以三星S3C2440为硬件平台,以嵌入式linux系统为软件平台,设计了六足仿生机器人野外定位系统。通过GPS全球定位系统进行六足仿生机器人的定位,利用GPRS实现网络通信,并将定位信息传输到终端设备,终端设备通过发送命令的方式控制六足仿生机器人实现相应的动作。实验证明：该系统的稳定性好,可靠性较高,能较好的满足六足仿生减灾救援机器人野外定位的需求。     

仿生六足机器人图像采集卡USB驱动技术研究

针对仿生六足机器人作业任务的具体情况,设计了一款具有USB接口的图像采集卡;该采集卡采用FPGA/CPLD进行图像采集和控制,通过USB接口完成图像数据的传输,具有体积小、速度快、功耗低和实时性好等特点;由于该采集卡是仿生六足机器人视觉子系统的重要组成部分,在视觉子系统中应与其他器件进行合理挂接,因而必须妥善解决USB驱动问题;通过研究和探索,编写了USB设备驱动程序,并使用2个URB来轮流读取,提高了接收效率;调试编译的结果表明该USB设备驱动程序具有良好的实时性和可移植性,有效提高了仿生六足机器人视觉子系统的工作效率。     

六足机器人动态目标检测与跟踪系统研究

动态目标检测与目标跟踪是图像领域的热点研究问题,为研究其在移动机器人领域的应用价值,设计了六足机器人动态目标检测与跟踪系统。针对非刚体运动目标容易被检测为多个分散区域的问题提出区域合并算法,并通过对称匹配、自适应外点滤除对运动背景进行精确补偿,最终基于背景补偿法实现对运动目标的精确检测。研究了基于KCF（Kernel Correlation Filter）的目标跟踪算法在六足机器人平台上的应用,设计了自适应跟踪算法实现六足机器人对运动目标的角度跟踪。将运动目标检测及跟踪算法应用于六足机器人系统。实验表明,在六足机器人移动过程中,系统可对运动目标进行精确检测与跟踪。     

基于STM32单片机的机器人移动障碍物智能躲避系统设计

用于控制机器人在存在移动障碍物的工况中,智能避障安全抵达目的地,设计基于STM32单片机的机器人移动障碍物智能躲避系统。系统信息采集模块通过超声波传感器、加速度传感器,采集机器人与障碍物之间距离及机器人运行速度信息,传输至STM32单片机缓存整理后,通过ZigBee通信网络发送至上位机,上位机结合所采集数据,设计躲避指令传输至STM32单片机,STM32单片机驱动电机驱动模块,使用基于模糊控制的移动障碍物智能躲避模型,根据躲避指令调节机器人运行速度与角度,控制机器人的运行速度与位置,均处于不可能出现碰撞的状态,完成移动障碍物智能躲避。实验结果显示,该系统应用后,机器人对单个移动障碍物、多个移动障碍物的测距结果准确,且机器人具备智能避障性能,可绕开移动障碍物,安全抵达目的地。     

基于大数据聚类的移动机器人运动跟踪控制系统设计

目前研究的移动机器人运动跟踪控制系统控制过程易受到外界扰动影响,导致控制稳定性较差,运动跟踪准确性较差,为此,基于大数据聚类算法设计了一种新的移动机器人运动跟踪控制系统。硬件部分主控制器负责远程无线通讯,图像采集的数据传输和舵机驱动连接,驱动控制器为机器人行走提供动能保证;远程控制模块负责数据,图像和指令的传输;舵机控制模块机器人的行走、转向;软件部分首先通过大数据聚类的方法分析机器人移动步态,根据运动超声波传感器原理判定障碍物位置,考虑移动机器人运行状态与足端轨迹,构建机器人行走控制模型。通过髋关节调节机器人姿态,消除外部扰动对机器人姿态和运动速度的影响,得到抗扰动控制模型。实验结果表明,所设计系统在对机器人运动控制的稳定性及对抗外界扰动方法具有较好的性能,能够实现对移动机器人运动的准确跟踪。     

基于CPG的六足机器人运动步态控制方法

中枢模式发生器（CPG）在六足机器人的运动步态控制中起着至关重要的作用。为了研究六足机器人的运动控制方法,首先基于仿生学原理设计了六足机器人的机械结构,并在虚拟样机软件ADAMS中搭建其三维模型;其次选择Hopf振荡器作为CPG单元,并改进了振荡器模型;然后设计了六足机器人的CPG网络拓扑结构,包含单腿关节映射函数方案和腿间CPG环形耦合网络方案,并对其进行了改进;最后通过ADAMS和MATLAB联合仿真实验,验证了所设计六足机器人的运动稳定性和CPG控制方案的可行性与有效性。仿真结果表明,该方法能够满足六足机器人不同运动步态的控制需求,对六足机器人的运动控制具有一定的实际应用价值。     

行走的智能:四足仿生移动机器人

随着技术的进步,以及人们对智能型移动服务机器人的要求越来越高,兼具高速度、高机动和高适应性的四足机器人正在成为全球研究热点,并成为智能移动服务型机器人的重要组成部分。介绍了四足机器人的国内外现状,回顾了我国自主研发的"奔跑号"四足机器人的研究历程,并对四足机器人的未来发展趋势进行了展望。     

六足仿生机器人机构与控制系统设计

由于六足仿生机器人的足数较多,控制其稳定行走较为复杂,针对控制六足机器人稳定行走的要求,该六足机器人的腿部是参照蚂蚁的腿部结构进行设计,并对其进行建模分析.整个系统在硬件上选取了Arduino、无线模块、显示模块、舵机控制板等;软件上选用Qt Creator在上位机上编程,用于远程遥控六足机器人及观察其行走状态变化;在步态控制上采用了三角步态控制算法.通过设计机械结构、建模分析以及硬件、软件和算法的结合,实现了六足仿生机器人的稳定行走.     

六足微型仿生机器人及其控制系统的研究

介绍了一种微型六足仿生机器人的结构与控制系统，分析了这种微型六足仿生机器人的移动原理，阐述了如何通过计算机来控制微型六足仿生机器人的运动，该机器人基于仿生学原理，结构独特，简单，新颖，能方便地实现前进和后退，其样相外形尺寸为：长30mm,宽40mm,高20mm，重6．3克，并对该样机进行了实验，实验结果表明该机器人具有较好的机动性。     

六足步行机器人控制系统研究

六足机器人是一种具有多支链与时变拓扑结构的特种机器人,该类机器人能够在复杂环境中稳定行走,长期以来一直是国内外机器人研究领域的热点之一。本文从仿生角度出发,归纳六足机器人稳定行走的三种方式;根据六足机器人各足支撑点围成的多边形区域与机体重心在其投影的关系来评定六足机器人行走稳定性,为实现六足机器人稳定性行走提供理论依据;最后根据机器人控制精度增加和智能力减少的原则,以分级递阶的方式设计六足机器人的运动控制系统。     

移动机器人网络控制的实现

实现一个基于C／S模式的网络移动机器人控制系统,用户可以通过网络控制机器人移动。该系统可分为三部分：视频监控模块、远程控制、状态信息的反馈和处理。其中,为了实现视频的实时传输,将先用M—JPEG压缩技术对原始视频进行压缩,然后通过RTP协议来进行传输。为了使用户的指令能及时有效传输给机器人,采用面向连接的Socket技术。为了使操作者,更加直观的感觉到机器人的移动效果,实时地描绘机器人的行走线路图。最后介绍了移动机器人网络控制实验系统的设计及实验结果。     

基于ARM的机器人远程网络视频监控系统

介绍了一种基于嵌入式Linux和ARM微处理器的六足仿生救援减灾机器人嵌入式远程网络视频监控系统。系统以嵌入式Linux和嵌入式微控制器S3C2440为核心平台,利用USB摄像头采集视频信号,采用TCP/IP协议技术进行网络通信,传输采集到的图像画面。使用Web浏览器或其他客户端程序通过PC机接收摄像头传输的画面,实现机器人远程画面的实时监控。     

仿生六足机器人传感器系统电源管理技术的研究

研究了仿生六足机器人传感器子系统的电源管理技术,采用超时算法对所设计的电源管理单元进行了控制,通过MATLAB/Simulink/Stateflow对整个传感器子系统的电源管理过程进行了动态建模与数字仿真,并通过分析传感器子系统在有无电源管理单元进行控制以及在电源管理单元有无超时算法进行控制时的能量消耗情况,得出仿生六足机器人的电源管理单元只有通过相应的算法进行控制才能真正起到节能作用,否则在外界环境频繁变化的工况下还有可能带来能量的浪费;通过对传感器子系统电源管理单元及其相关技术的研究,可以将有关的设计思路和技术途径扩展到机器人的整个电气系统,这样就可在满足机器人整体性能指标的前提下,最大限度地降低其全系统能耗。     

用于输煤廊道的智能巡检机器人自动化巡视系统

为了满足电厂输煤廊道的日常巡检需求,设计用于输煤廊道的智能巡检机器人自动化巡视系统。在机器人本体上搭载高清摄像头、温度传感器、声音传感器等传感器,利用轨道传动模块保障机器人巡检过程中灵活移动,利用搭载的传感器采集输煤廊道的图像信息与环境信息。利用通信模块在输煤廊道中布置通信基站,基于通信基站构建通信网络拓扑,利用通信网络将所采集的输煤廊道巡检信息传送至监控平台。监控平台通过控制软件以及远程数据显示软件的设计,输出输煤廊道巡视结果。经测试所设计系统可以实现输煤廊道的日常巡检。     

面向目标搜索的轮式机器人的设计与研究

应用嵌入式技术、无线传输技术和图像处理技术,设计搜救机器人,为防灾救灾提供技术服务.采用ARM 11微控制器LM3S9B96设计机器人和手持终端,机器人通过所携带的摄像头采集图像并进行压缩后,通过wifi传输给手持终端;手持终端用TFT液晶屏显示所接收到的远程图像信息,并通过用户界面通过wifi向机器人发送控制命令;机器人根据命令控制自身的运动以及摄像头的转动.实验结果表明,采集的图像清晰、命令执行及时可靠,能够较好地完成目标探测、搜索等任务.     

水下石油管道巡查机器人控制系统的设计

水下石油管道是海上油气田生产设施的重要组成部分,必须定期或适时对其进行检测以保障其安全运营。针对水下石油管道巡查及检测的目的,采用STM32主控芯片、串口摄像头、舵机和通信模块,搭载最新版本的μC/OS-Ⅲ实时操作系统,设计了一种鱼雷型仿生式水下机器人。该机器人应用在浅水层区域,通过WiFi远程控制并实现水下画面上传至上位机,上位机处理图片使泄漏点特征清晰。通过系统调试和记录分析表明,该水下机器人可以远程无线控制和无线图像传输,能够实现水下巡查任务,并且具有控制系统简单化、功能灵活化、性价比高等优点。利用水下机器人可以对水下石油气管道完好性进行巡查,防止出现泄漏事故,杜绝安全隐患。功能多样的水下机器人将成为机器人研究领域的热点之一.