基于人工势场的机器人遥操作安全预警域动态生成方法

为了避免机器人遥操作过程中,机器人与环境物体不必要的碰撞,以及解决"运动-等待"现象影响机器人系统安全性和效率的问题,提出了基于人工势场生成动态安全预警域的算法.该算法根据等势面原理生成的预警域既可以实时地检测机器人与环境物体的距离,又可以根据机器人的速度和加速度划定一个相对安全的区域,避免机器人在下一时刻因为速度过快与环境物体发生碰撞.最后搭建遥操作实验平台,进行了机器人在预警算法的辅助下快速抓取目标的实验.实验证明,该算法可有效提高远程机器人遥操作的安全性和效率.     

机器人抓取检测技术的研究现状

作为机器人在工厂、家居等环境中最常用的基础动作,机器人自主抓取有着广泛的应用前景,近十年来研究人员对其给予了较高的关注,然而,在非结构环境下任意物体任意姿态的准确抓取仍然是一项具有挑战性和复杂性的研究.机器人抓取涉及3个主要方面:检测、规划和控制.作为第1步,检测物体并生成抓取位姿是成功抓取的前提,有助于后续抓取路径的规划和整个抓取动作的实现.鉴于此,以检测为主进行文献综述,从分析法和经验法两大方面介绍抓取检测技术,从是否具有抓取物体先验知识的角度出发,将经验法分成已知物体和未知物体的抓取,并详细描述未知物体抓取中每种分类所包含的典型抓取检测方法及其相关特点.最后展望机器人抓取检测技术的发展方向,为相关研究提供一定的参考.     

基于改进单次多框检测算法的机器人抓取系统

针对汽车零部件回收工厂在实际复杂工况下的零件检测效果不佳导致不能实现精准抓取从而影响生产效率的问题,提出了一种基于改进单次多框检测（SSD）算法的机器人抓取系统,可实现零件检测、分类、定位及抓取任务。首先,通过改进SSD模型检测目标零件,得到零件位置和类别信息;其次,通过Kinect相机标定与手眼标定将像素坐标系转换到机器人世界坐标系,实现零件在机器人空间坐标系下的定位;然后,通过机器人正逆运动学建模与轨迹规划,完成目标零件抓取任务;最后,对整个集成抓取系统进行了零件识别分类、定位到抓取验证实验。实验结果表明：复杂工况下,所提系统的零件抓取平均成功率达到95%,满足零件抓取的实际生产需求。     

基于视觉识别定位的苹果采摘系统研究

针对果实振荡、重叠影响采摘机器人采摘精度和效率的问题,研制了一种在农田 环境下利用视觉检测技术和机器人定位抓取技术的苹果采摘系统。首先利用图像处理技术对初 始图像进行图像预处理;其次根据图像角点提取算法检测图像曲率,通过计算曲线段上的多个 像素平均角方向之间的差值对曲率进行平滑处理,获取图像曲率集中峰值点;最后对图像曲率 峰值点进行像素坐标标定,并将该点像素坐标转化为物理坐标作为机器人的定位抓取目标点, 机器人根据定位目标点的位置信息调整运动姿态对果实进行实时追踪和识别,实现果实的精确 定位、抓取和采摘。试验证明,该系统下的机器人抓取果实的成功率高达九成以上,基本能够 满足实际生产中的果实采摘需求,可为苹果等球状果实精准识别、定位抓取提供参考。     

基于TOF相机的堆叠产品分拣系统

针对工业生产线的堆叠矩形物品的识别与分拣问题，设计了一套由TOF(time of flight)相机、并联机器人与夹具等组合而成的产品分拣系统。采用一种基于深度图与RGB图结合的三维矩形检测算法，实现堆叠物品的识别与空间位姿的计算。运用机器人定位，通过简易的手眼标定法，对算法进行验证。最后，结合视觉系统与机器人控制系统进行抓取测试。通过不同数量下反复抓取的实验，检测该系统的分拣能力。     

基于机器视觉的目标定位与机器人规划系统研究

为完成机械臂在非特定复杂背景环境下的自主抓取,通过设计RGB-D相机对场景内的物体进行实时检测,采用基于深度学习的目标检测定位方法,并对相机-机械臂-目标物体的三维标定模型进行研究。将物体的三维坐标信息通过ROS话题机制发送给机械臂,并通过moveIT编程规划抓取规划。 通过设计一套基于ROS的视觉检测和机械臂抓取系统,将计算机视觉检测技术以及机械臂运动规划抓取应用在机器人操作系统ROS平台上。实验结果表明,该系统可以实时高效地操作机器人来完成指定的控制作业,提高了系统对环境的适应能力,该系统具有抓取准确、物体识别准确率高的特点,解决了传统机械臂操控中的不足。     

基于双神经网络结构的发展型机器人3D抓取

手眼协调属于感觉运动的协调,是人认知能力的基础。这篇论文的目标是要模仿人类婴儿的发育过程来建立一个机器人系统,可以接近或者抓取物体。该文旨在应用发展模型中的"增量过程",通过使用双神经网络在3D实验环境下来完成机器人抓取系统。这个机器人系统在全约束条件下开始发展,随着每个约束条件的成熟从而驱动双神经网络的训练,当所有的约束条件都释放,机器人系统就可以获得抓取能力。     

基于视觉感知和触觉先验知识学习的机器人稳定抓取

针对机器人抓取过程中需要实时评估抓取质量以动态调整抓取构型的问题,提出了基于触觉先验知识的机器人稳定抓取方法.首先,根据抓取过程中物体抵抗外界扰动的能力,提出了一种基于触觉信息的抓取质量评估方法.在此基础上,建立了视触觉联合数据集并学习触觉先验知识.其次,提出了融合视觉图像和触觉先验知识的稳定抓取构型生成方法.最后,在搭建的机器人抓取系统中对10种目标物体进行了实验验证.结果表明,相比传统的视觉方法,该方法的抓取稳定性提高了55％;针对已知物体和未知物体,稳定抓取成功率分别为86％和79％,体现了较好的泛化效果.     

基于虚拟位姿迟钝搜索的仿人机器人手臂抓取控制系统的设计

为了使仿人机器人手臂抓取控制系统更加智能化,提高运行效率,设计并实现了一种基于虚拟位姿迟钝搜索的仿人机器人手臂抓取控制系统。系统采用PMAC运动控制器完成机器人运行数据的传递、处理以及对机器人手臂抓取工作台的控制,采用Accelus系列数字伺服驱动器,调控仿人机器人运动位置和速度,通过关节控制器对机器人抓取过程中手臂关节的位置、速度以及角度信息进行控制,通过以S3C2440为核心芯片的上位机,实现仿人机器人手臂控制的远程通信以及抓取任务的调度,完成仿人机器人手臂抓取的智能控制,软件设计过程中,对基于虚拟位姿迟钝搜索的仿人机器人手臂抓取控制算法进行了详细分析,并给出了机器人手臂抓取控制程序代码实例,通过仿真实例验证了本系统的可用性和实用性。     

基于多重几何约束的未知物体抓取位姿估计

针对机器人在非结构化环境下面临的未知物体难以快速稳定抓取的问题,提出一种基于多重几何约束的未知物体抓取位姿估计方法.通过深度相机获取场景的几何点云信息,对点云进行预处理得到目标物体,利用简化的夹持器几何形状约束生成抓取位姿样本.然后,利用简化的力封闭约束对样本进行快速粗筛选.对抓取位姿的抓取几何轮廓进行力平衡约束分析,将稳定的位姿传送至机器人执行抓取.采用深度相机与6自由度机械臂组成实验平台,对不同姿态形状的物体进行抓取实验.实验结果表明,本文方法能够有效应对物体种类繁多、缺乏3维模型的情况,在单目标和多目标场景均具有良好的适用性.     

一种自动校准多风表的风洞检测试验装置

针对传统风表校准方式需多次手动调节风量、操作复杂、人工读数与绘图费时费力且校准精度低等问题,设计了一种自动校准多风表的风洞检测试验装置,介绍了该装置的结构及检测试验原理。试验结果表明,该装置风流稳定,可自动调节风量,操作简单,可1次校准多个风表,校准精度高,并能对校准结果进行记录、存储、处理,适合于低、中、高3档多风表自动校准。     

基于平面棋盘格标定板的三维空间标定新方法

在总结分析国内外摄像机标定技术研究的基础上,针对体育科研中使用三维立体 框架进行摄像机标定在标定范围、误差、便携性及时效性等方面存在的不足,提出了使用平面 棋盘格标定板进行三维空间标定的新方法。选取了5 m、10 m 和30 m 的拍摄距离,标定参照 物选用传统三维辐射式立体框架和自制二维平面棋盘格标定板,对标准1 m 长度的比例尺进行 三维重建,对两种标定方法进行了精度比较。此外还对标准1 m 板在测量空间的不同位置（测 量画面中间、边缘）进行了误差分布分析。实验结果表明,基于平面棋盘格标定板的摄像机空 间标定方法具有一定的优势,不论从使用方便性还是测量精度方面都克服了三维立体框架在使 用中的不足,理论上能够满足体育科研的需求。     

水流量标准装置控制系统的设计

介绍了一种采用称重法标定标准表、标准表法标定被测流量计的水流量标准装置的组成,重点阐述了该装置控制系统的硬件组成、工作原理及人机界面设计方案。该控制系统采用S7-300 PLC对水流量标准装置的数据进行采集及处理,控制水泵启停、换向器换向,并采用SIMATIC WinCC组态软件实现水流量标定效果显示、参数设置及报表的生成、保存、查询等功能。测试结果表明,该水流量标准装置标定出的涡街流量计的线性度和重复性达1.0级精度要求,其控制系统稳定可靠,不确定度小。     

基于NB-IoT的智能膜式燃气表系统设计与实现

针对目前机械式的膜式燃气表存在的抄表效率低、数据管理困难等问题,设计了一种基于NB-IoT数据传输方式的智能膜式燃气表远程抄表系统,该系统以STM32作为主控制器进行数据处理与指令控制,使用OV7670图像传感器采集燃气表刻度值,通过NB-IoT方式实现数据的传输,最后在物联网云端进行数据的集中分析与持久化存储,给出了远程抄表系统详细的软硬件设计方法;经实验测试表明,该系统可以准确地获取燃气表数据,稳定高效的运行,解决了传统膜式燃气表存在的问题,满足远程抄表应用场景的要求,具有良好的应用前景。     

嵌入式技术在我国农电系统抄表中的应用

随着电力信息化建设的不断推进,用电营销管理在我国农电系统中得到迅速的普及和应用,为了摆脱电量数据的采集、传输环节上传统的手工抄表效率低下的困境,可以利用手持抄表器代替手工抄表。本文提出了基于ARM7TDMI核的S3C44BOX微处理器芯片的手持抄表器的硬件系统设计方案,及其系统软件的实现。     

基于PIC24的户用水表无线远传抄表装置的设计

农村等偏远山区用户分散居住,水表抄收都采用人工方式,为了解决上述问题,设计了一种基于PIC24单片机的户用水表的低功耗无线抄表装置.装置通过霍尔传感器采集水表脉冲信号,并通过GPRS模块M35把4路水表数据传送给水务监控部门.装置同时接收监控部门的命令,完成对现场阀门等相关参数的远程控制,现场也可以通过无线LoRa模块SX1278完成校表、校时等基本参数设置.装置采用电池供电,低功耗、低成本、高可靠性,实现了偏远地区户用水表的无线远传抄表,大大提高了水务管理部门的管理水平,具有广阔的应用前景.     

基于嵌入式的智能化汽车组合仪表设计

介绍了一种嵌入式智能化汽车组合仪表的设计方案,讨论了汽车组合仪表的发展过程,分析了系统的软硬件设计。该仪表以NEC公司的uPD78F0433为主控制器,用字段式LCD显示里程,用指针显示车速、转速、水温和燃油量,具有重要数据掉电保护功能,能实现高水温和低油量报警。     

基于DSP的多路抄表系统的设计与实现

分析了目前抄表系统中存在的一些问题,提出了一种基于DSP的多路水表号码识别系统,给出了系统的设计方案及各功能模块实现过程。系统属于无源远程抄表方式,采用嵌入式技术和视觉检测技术,通过对水表号码图片的采集及识别处理,实现对多路水表读数的显示及传输。实验证明该系统成本低、速度快、安全、节能、工作稳定,可以准确识别水表读数。     

Novel soft bending actuator-based power augmentation hand exoskeleton controlled by human intention

This article presents the development of a soft material power augmentation wearable robot using novel bending soft artificial muscles. This soft exoskeleton was developed as a human hand power augmentation system for healthy or partially hand disabled individuals. The proposed prototype serves healthy manual workers by decreasing the muscular effort needed for grasping objects. Furthermore, it is a power augmentation wearable robot for partially hand disabled or post-stroke patients, supporting and augmenting the fingers’ grasping force with minimum muscular effort in most everyday activities. This wearable robot can fit any adult hand size without the need for any mechanical system changes or calibration. Novel bending soft actuators are developed to actuate this power augmentation device. The performance of these actuators has been experimentally assessed. A geometrical kinematic analysis and mathematical output force model have been developed for the novel actuators. The performance of this mathematical model has been proven experimentally with promising results. The control system of this exoskeleton is created by hybridization between cascaded position and force closed-loop intelligent controllers. The cascaded position controller is designed for the bending actuators to follow the fingers in their bending movements. The force controller is developed to control the grasping force augmentation. The operation of the control system with the exoskeleton has been experimentally validated. EMG signals were monitored during the experiments to determine that the proposed exoskeleton system decreased the muscular efforts of the wearer.     

无源自动抄表系统及其关键技术研究

随着生活条件的不断改善，人民群众对住宅的智能化要求日益提高，同时电力、自来水、煤气、物业管理等部门出于对数据统计及收费管理的需要，也要求对传统的人工上门抄表方式进行变革。传统的脉冲式远传表，都存在致命的缺陷，提出了一种新型的无源自动抄表系统设计思路，着重讨论了无源自动抄表系统的关键技术一一维绝对式编码。