基于DSP的电脑鼠系统设计

本文设计了一种基于DSP的微型机器人-电脑鼠系统。通过对车体速度和方向进行控制,使电脑鼠顺利穿越迷宫到达终点并顺利返回起点。实践证明,该系统能完全实现自主控制,抗干扰能力强,稳定性好。     

智能迷宫机器人系统设计与搜寻算法研究

智能迷宫机器人利用红外传感器,探测正前方及左右两侧的实时路况信息实现避障功能,采用相关算法搜寻行进路线,在无人控制的情况下自主地破解迷宫。在此介绍了智能迷宫机器人的具体设计与实现,并着重对迷宫算法进行研究。考虑到实际系统内存容量和运算速度的限制以及常用算法的优缺点,提出一种优化的深度优先算法,它具有占用内存空间少,对处理器的速度要求低等特点。经实验验证,该算法可以准确快速地找到终点。     

迷宫机器人迷宫信息提取方法研究

针对迷宫机器人自主获取迷宫信息耗时长、耗能高、信息缺失等问题,提出借助图像处理相关方法获取迷宫单元格信息,以提升迷宫机器人迷宫任务效率。针对迷宫图像中的亮度不均、色彩异化等固有缺陷,提出一种融合Kirsch和改进Canny算子的迷宫单元格边缘检测方法,实现了迷宫单元格的边缘特征提取。利用图像形态学原理,对迷宫单元格特征进行去噪、合并、膨胀和填充,实现图像边缘增强。针对迷宫单元格特征,提出了一种像素分块匹配特征法进行迷宫单元格信息匹配,以实现迷宫单元格的信息提取。实验结果表明对亮度范围在γ=1.1且拍摄角度30度及以上的迷宫图像信息提取正确率达到100%,因此,提出的迷宫信息提取方法是实际可行的,为后续迷宫机器人迷宫任务的高效执行提供了保证。     

基于遗传算法求解游戏关卡问题

目前,基于角色扮演的游戏越来越多,为增加趣味性,游戏中存在着很多关卡.为了提高关卡的难度,很多关卡都和迷宫结合在一起,玩家不但要闯迷宫,还要打败BOSS.如何设定一个机器人来实现自动过关,这是一个很具挑战的事.本文基于遗传算法建立一个自动过关模型,该模型对机器人行动方向进行编码,使用多参数评估函数等来实现机器人自动过关,并和情境法进行了对比.实验表明该模型能够有效的解决游戏过关卡问题.     

一种时间记录寻迹智能小车的设计

机器人是近年来迅速发展的一个重要的高技术领域。机器人适合在危险的环境中使用,可以进入或穿过这些危险区域进行维护和探测工作,且不需要得到像对人一样的保护。基于IEEE国际电工和电子工程学会电脑鼠走迷宫竞赛的方法,并根据小车行进的环境特点和性能指标,基于路径决策中如何选择耗时最低的路径进行了寻迹智能小车的设计。     

一种手眼机器人视觉伺服控制方法的设计

针对手眼机器人视觉伺服系统中的末端摄像机速度确定问题,文章采用一般模型法,通过求解最优化控制问题来设计控制器,即摄像机的速度,基于图像误差实现了定位控制,该方法能够使机器人在工作空间内从任一初始位置运动到期望位置,确保了系统全局渐近稳定且不需要物体的几何模型.最后给出的仿真实例表明了本方法的有效性.     

智能老鼠走迷宫系统设计的优化与实现

为了实现智能老鼠在走迷宫的比赛中能够准确有效的找到最优路径,提出了一种改进的具有记忆能力的最优路径搜索方法。分析并比较了在不同规模的迷宫中,采用3种不同的算法,智能老鼠实际所走的路径长度以及算法的指令执行状况。结果表明,在探索大规模的未知迷宫时,系统采用的新算法的优越性明显,大大减少了路径搜索的次数,减少了计算量。     

电脑鼠电路的改进及搜索算法研究

为提高电脑鼠在迷宫中搜索并走出迷宫的速度，对MicroMouse615电路和搜索算法进行改进，采用分组分时的方式驱动红外传感器，使信号采集更加迅速；采用定时器驱动步进电机匀加速的方法，使其运行更加平稳；采用新迷宫算法，使搜索算法更加简洁高效。采用基于RTOS的多进程架构实现各算法，用无线模块实现实时跟踪与可视化，使系统调试更加方便。     

电脑鼠走迷宫算法的研究与优化

电脑鼠是一个集自主迷宫搜索、搜索完成之后进行最短路径冲刺、传感与控制于一体的自主移动机器人系统。针对IEEE标准电脑鼠走迷宫竞赛的要求,介绍了一种基于ARM芯片LM3S615控制的嵌入式电脑鼠走迷宫算法的改进与优化,并对电脑鼠转弯算法进行了深入探讨。实验结果显示,优化后的算法很好地实现了在IEEE标准迷宫中快速搜索最佳路径。     

四足机器人中各关节的控制

为了实现对机器人的控制。文中阐述了四足机器人中所使用的舵机执行机构的工作模型,给出了用89C51单片机作为控制芯片来完成其协调工作,从而使四足机器人各个关节按照一定的规律运动。并使机器人能够按照给定的步态平稳行走的系统设计方法。     

基于ARM9嵌入式系统智能灭火机器人控制器设计

控制器是机器人的＂大脑＂。在详细分析了比赛用智能灭火机器人系统对控制器要求的基础上,选择比较合理的系统架构。内容具体分为软件设计和硬件设计两方面。在硬件方面采用ARM9作为灭火机器人的控制器核心,ARM9的采用保证了机器人在功能强大的同时拥有良好的扩展性,并且成本较低,易于普及。在软件方面给出了整体设计和沿墙走的流程图。实验证明,该系统设计合理,稳定可靠,达到了最初的设计目标,可以出色地完成灭火任务。     

基于激光传感器的机器人有支路循迹算法

移动机器人的循迹准确性和快速响应性直接关系到它的工作性能,所以国内外大量学者投入了循迹技术的研究中,致力开发先进的循迹技术。该文使用了4个HLSD-2010B和激光传感器作为移动机器人的"眼睛",设计了一个基于M51单片机的有支路循迹算法。     

Real-time static deflection compensation of an LCD glass-handling robot

Progress in the LCD industries has been very rapid and the demand for large LCD panel has also been increasing. Therefore, LCD device makers have invested in manufacturing line which uses larger mother glasses than before. As the size of mother glass is larger, LCD glass-handling robots also get larger. The large robot causes unavoidable static deflection of the arm inherently. This static deflection should be compensated to stack maximum mother glasses on the given footprint. This paper presents a novel static deflection compensation algorithm. This algorithm does not need any measurement instrument and additional vertical axis on the robot. It can be realized by robot controller software only. The forward and inverse kinematics considering compensation always guarantee a unique solution, so that the proposed algorithm can be applied to an arbitrary robot position. The proposed algorithm reduces static deflection by 40% in stationary robot state experiment. Furthermore, when the robot arm moves with the maximum speed, static deflection compensation improves vertical path accuracy up to 60%. This algorithm has been commercialized and applied to the 7th generation LCD glass-handling robot.     

Improving the energy efficiency and speed of walking robots

This study analyses the superior performance of gravitationally decoupled actuation in terms of energy efficiency, and hence autonomy. Based on the decoupling concept, a new design is presented for a 3 dof leg, and its performance is validated by including it in a 84 kg hybrid locomotion robot. The proposed leg obtains a straight-line constant-velocity motion of the foot as only one of its 3 motors is operated at constant speed. This feature, together with the hybrid structure, increases the robot’s efficiency and speed when operating on surfaces without obstacles, and drastically simplifies the walking operation control. A series of simulations have been done comparing the energy consumption of the hybrid robot including traditional coupled legs, and including the proposed decoupled legs. They show a superior performance of the later one. A real prototype has been built including the proposed mechanism. It shows a similar performance to that obtained from simulation, and a natural gait in flat terrains,at speeds up to 0.9 m/s.     

中型组机器人运动控制系统的FPGA设计

以RoboCup中型组足球机器人为实验平台,提出一种基于FPGA的全方位移动足球机器人运动控制系统的实现方法。首先分析和研究三轮全方位移动机器人的运动学特性,建立其运动控制模型,然后以FPGA为主要处理器,设计了PID速度闭环控制算法,实现了对机器人的精确控制。实验发现,该设计方法具有很好的实时性,能够对全方位移动机器人进行快速、准确的控制。     

基于动态阈值的寻迹车控制算法的研究

在参加RoboCup中国机器人大赛＂机器人游中国＂的项目过程中,研究并设计了多种方案,根据现场测试结果,对智能车的巡线识别、运动控制及智能判断算法做了进一步的研究,提出并实现了动态阈值算法、快速稳定的转弯与停车控制、出线自动找回技术等3种新颖、实用的智能车控制算法。     

Frequency reshaped quadratic control of a low-cost human-level performance belt-driven robot

Belt-driven robots are desirable for many industrial applications that require a fast response for a relatively large amount of travel in a system. A belt-drive is a simple, lightweight device that is also cost effective in comparison to other methods of arm positioning. The tradeoff of a belt-driven robot is the need for an effective control strategy to reject time-varying disturbances due to the belt stiffness variation and the presence of resonance excited by disturbances of high frequencies. In this paper, we present the dynamic model and control of a low-cost belt-driven robot.We present here the modeling and control of an intelligent integrated belt-driven manipulator (IIBM) developed at Georgia Tech. The belt-driven robot is a low-cost human-level performance robot, specifically meant to meet or exceed the performance of a human taking shrink wrapped packages off a conveyor and placing them in a basket for delivery. Therefore, such attributes as speed and accuracy are dictated by the level of performance a human can achieve. The control design for the IIBM presents a challenge in that a control system for the belt-driven axis must be designed by using a low-order plant model that is robust enough to variations in both the parameter changes and the un-modeled high frequency dynamics. For these reasons, we investigate the use of frequency reshaped linear quadratic (FRLQ)) control in the development of a low-cost IIBM, which combines the time domain linear quadratic optimal control design with classical frequency response methods.The control strategy, based on the FRLQ method, has been implemented on the first axis of an IIBM. The performance has been evaluated analytically by simulation and experimentally, the results of which are compared against the control system originally used by the IIBM designers, a well-tuned PD controller. Experimental implementation has demonstrated that the frequency reshaped linear quadratic control has a potential to significantly improve the performance of the belt-driven robot.     

二轴桁架机器人的设计及实现

对二轴桁架机器人的总体设计进行了研究.介绍了二轴桁架机器人的机械结构和运动方式、PLC控制的工作原理及系统软硬件设计.由于二轴桁架机器人具有高可靠性、高速度、高精度等特点,因此非常适合智能工厂,物流系统行业的应用.     

超声电机驱动的机器人的模糊神经网络控制

超声电机的小质量、大转矩、响应快等特点,是其成为小型直接驱动机器人执行器的基础。通过对超声电机的伺服特性研究及关节型机器人动力学分析,提出了超声电机驱动的机器人的模糊神经网络控制的复合控制方法,该方法中,模糊子控制器实现了关节定位的初步控制,神经网络子控制器起到降解稳态误差、提高控制精度作用。文中较详细地研究了复合控制器的结构及两个子控制器的设计问题。为了检验控制效果,对控制系统进行了仿真,结果表明,采用这种复合控制器可获得较高的位置精度。     

六自由度工业机器人结构设计与运动仿真

随着计算机、自动控制等技术的发展,工业机器人被大量运用于多种场合。其末端执行器决定了机器人的功能,但机器人本体结构的设计尤为重要。为方便研究,设计了一种六自由度工业机器人结构,采用D-H方法,完成机器人的运动正解。运动逆解采用代数法完成。最后,充分利用LabVIEW便捷的人机界面设计、Softmotion插件丰富的运动控制函数以及Solidworks Motion直观的三维仿真等优点,联合LabVIEW的Softmotion插件和Solidworks Motion进行运动仿真,该思路还能够为后续物理样机的控制仿真提供帮助。