基于ROS的机械臂仿真实验平台设计

针对机械臂成本高不利于推广以及远程教学场景下难以进行仿真实验的问题,设计了一种基于机器人操作系统(Robot Operating System,ROS)的机械臂仿真实验平台,该仿真实验平台包括机械臂仿真模块、ROS分布式节点控制模块、上位机控制软件,其中,上位机控制软件完成机械臂的末端控制、关节控制以及机械臂的状态显示等功能;ROS分布式节点控制模块负责将上位机控制软件发送的控制指令处理后发送给机械臂仿真模块;基于该仿真实验平台,仅需修改机械臂模型配置文件即可实现对不同种类机械臂的兼容与个性化定制,大幅降低了实验成本.实践证明,该虚拟仿真实验平台具有可扩展性强、易于维护等优点.     

文献扫描机器人多关节机械臂滑膜控制系统设计

为提升机器人机械臂关节的传动性能,使其处于良好的反步自适应工作环境,设计文献扫描机器人多关节机械臂滑膜控制系统。利用关键控制电路,实现机械臂全局PID滑膜控制器与机器人多关节滑膜控制器间的定向连接,完成新型控制系统的硬件运行环境搭建。通过机器人控制传感器标定操作,建立等效控制及动态滑膜方程,并利用上述计算结果界定机械臂滑膜的动态品质,实现新型控制系统的软件运行环境搭建,结合软、硬件运行单元,完成文献扫描机器人多关节机械臂滑膜控制系统设计。模拟文献扫描机器人多关节机械臂运行状态,设计对比实验结果表明,与传统系统相比应用新型滑膜控制系统后,机械臂关节的传动能力得到有效提升,反步自适应参数最大值可达到1.70     

基于惯性动作捕捉的机械臂控制系统设计

针对以往机械臂控制方式繁琐且技术要求高的弊端,设计了一套基于惯性动作捕捉的机械臂控制系统。由重力加速度计和弯曲度传感器构成的动作捕捉模块被固定于操作者手臂上,实时捕捉手臂各部分相对运动角度值。动作捕捉模块将各角度值通过串行方式发送给机械臂控制模块,完成对舵机角度的控制。该控制系统直接捕获手臂相对运动角,避免了空间姿态角换算问题,经实验验证其控制效果令人满意。     

基于FuzzyP的多臂机器人机械臂控制系统设计

机械臂是多臂机器人的重要组成部分,针对基于姿态识别控制及位置识别控制系统受到被控量振荡影响,而导致机械臂运动轨迹控制不精准的问题,提出了基于FuzzyP的多臂机器人机械臂控制系统设计;基于FuzzyP控制系统,找到系统控制平衡点,设计系统硬件结构包含3个机械臂,共十八个自由度,简化关节控制器连线,选择直流有刷电机,采用增量型编码器,设计H桥电路,配合74ACT244增强驱动电路,利用NRF24L01无线模块获取与处理位置信息;使用FuzzyP控制器,抑制被控量振荡,控制连杆运动,完成多臂机器人机械臂控制方案设计;由实验结果可知,该系统轨迹与预期轨迹基本一致,较好解决多臂机器人机械臂对接精确定位要求。     

WiFi技术在智能车数据通信中的应用

智能车数据无线通信模块能够使人们准确地掌握智能车的单片机程序的运行状况,是智能车控制系统的调试的有力工具,本文介绍了一种基于WiFi的无线通信模块的设计,硬件方面分为单片机模块、WiFi模块及接口电路模块。软件方面包括单片机软件、上位机数据接收及上位机数据处理。单片机选用飞思卡尔公司的MC9S12XS128,接口电路主要为5V和3.3V的电平转换电路。单片机的串口模块通过UART_WiFi模块产品HLK_WiFi_M03将数据传到上位机,最终无线通信模块就能够将智能车数据(如路径信息、车速、舵机控制信息、车速控制信息等)发送至上位机,上位机对数据进行处理分析,实现对智能车的运行状态进行实时监控。并通过调整相应参数的指令,达到优化自主控制策略的目的。     

基于FDRE的节水灌溉智能控制系统的研究与设计

针对当前节水灌溉智能控制系统灌溉效率低,灌溉后土壤湿度差的问题,提出了基于FDRE的节水灌溉智能控制系统;硬件由中央处理器模块、无线通信模块、传感器模块、电池模块、上位机模块以及下位机模块组成,中央处理器通过选用STM24865V5848的单机片增强信息处理能力,无线通信模块负责传递灌溉信息,利用AMS753电路增强供电稳定性,通过无线通信程序、上位机下位机调控程序实现软件操作;实验结果表明,基于FDRE的节水灌溉智能控制系统的灌溉后土壤湿度较高,能够有效提高系统灌溉效率。     

四余度舵机控制系统的软件平台架构与实现

针对某型无人机舵机自动控制系统,对系统各个功能模块进行详细阐述,上位机选用VC进行虚拟仪器的设计,下位机采用DSP的CCS2000开发平台设计舵机的控制器软核,二者通过CAN总线完成通信。系统的全面性和性能的高功效性对新的舵机产品研发具有很高的实用价值。     

带可伸缩操作臂的球形机器人的研制

针对目前球形机器人不具备操作能力的不足,介绍了一种带有可伸缩操作臂的新型球形移动机器人 BYQ-IV,对该机器人的机械结构进行了详细的描述和分析,并给出了无线分布式的机器人运动控制系统和基于ad hoc 网络的人机无线通信系统,提出了基于状态反馈的运动控制方法．最后,通过对样机的实验分析验证了该设计 和控制方法的有效性．     

农业机器人并联采摘臂视觉伺服控制

介绍了一种基于视觉伺服的农业机器人并联采摘系统,该系统由视觉系统、上位机、下位机、并联机构等4部分组成.视觉系统采集目标图像并传递给上位机,上位机对图像进行处理,识别和定位目标,计算并联机构的运动控制量,通过串口通信发送给下位机,下位机接收到控制量后,根据运动控制量驱动继电器模块作相应的开关动作,完成并联采摘臂的控制.实验证明:该系统对于实现农业机器人采摘作业具有可行性.     

基于WiFi的无线浪高数据采集系统的设计

在海洋工程实验室现场数据采集过程中,由于测试点分散、实时性能要求较高、现场布线相对繁琐,提出一种基于WiFi的无线浪高数据采集系统。该系统主要由数据采集模块、单片机控制模块、无线WiFi模块以及上位机系统构成。采集的浪高信号经过电压偏置和低通滤波后由单片机控制器进行AD转换,然后通过无线WiFi模块输出数据。上位机系统通过无线AP点接收数据,再利用分析软件对数据进行分析和显示动态数据。在实验水池中,搭建由造波机、数据采集系统、无线接入点、上位机组成的实验系统来采集实时的浪高数据并验证系统数据传输的稳定性和数据通信的可靠性。通过实验证明,该系统可以实时采集浪高数据,具有传输速率快、可靠性高、实时性好的特点。     

管道检测机器人设计与实现

为了简化管道检测流程和提高效率,设计了一种以通信服务模块为中心的管道检测机器人系统.从硬、软件两方面介绍了该嵌入式系统的设计和实现方法.硬件部分采用低功耗、高性能的STM32处理器作为客户端,通信服务模块采用高通AR9331路由器处理芯片.软件部分主要使用基于Linux的小型开源系统OpenWRT,实现了运动控制、视频采集、参数检查、网络数据收发、级联工作等功能.根据管道机器人的特殊工作流程,制定了一套适用于管道检测的通信协议,保证了机器人的正常工作,提高了检查效率.各种测试结果表明该嵌入式系统设计合理,整体上满足管道检测机器人的各项功能要求.     

飞机蒙皮检测机器人的控制和感知总体结构(英文)

介绍了一种基于DSP F2812的飞机蒙皮检测机器人的控制和感知总体结构。机器人控制系统包括移动模块:吸附模块、感知系统和无线通讯模块4个模块。从控制系统的软件和硬件对各个模块进行设计,并根据各个模块之间的联系,建立机器人的控制系统,机器人的感知系统监控机器人的运行,并通过地面主控制机远程控制机器人。通过模块间的实验和蒙皮图像检测实验验证了检测机器人设计方案的可行性和有效性。     

基于惯性传感器的集群移动机器人定位系统设计

为了对集群机器人的定位技术做进一步研究,本文对群体移动机器人的整体框架进行了设计,主要包括控制单元、通信模块和传感器单元等,重点对基于MPU9250惯性传感器的定位技术进行了研究,定位系统以ZigBee模块组成无线传感网络,用Arduino对MPU9250进行姿态数据获取并进行处理,利用ZigBee网络将位置信息传输到上位机.本文提出的机器人惯导定位技术对于解决机器人的定位问题具有一定的指导意义.     

基于蓝牙的无线通信技术及其在机器人中的应用

基于蓝牙的无线通信系统是模块化机器人闭环控制系统的一个重要组成部分,上位机与机器人之间的通信通过蓝牙模块来实现。本文在介绍了蓝牙技术的基础概念的基础上,提出了基于蓝牙的无线通信解决方案,解决了短距离模块化机器人的无线通信问题,简化了机器人无线通信的设计,增加了通信的可靠性。     

基于DSP的激光跟踪仪数据通信及处理模块设计

以DSP TMS320F28335为核心设计了数据通信及处理模块。该模块采用硬件协议栈芯片W5300实现与上位机的TCP/IP通信,同时利用双口RAM实现与电控系统主控板的数据通信,与主控板通信的实时性由同步时钟触发外部中断的方式实现。根据误差补偿算法,该模块可实现对激光跟踪测量系统所测量的大气参数、激光干涉测距、激光绝对测距、方位角和俯仰角信息的误差补偿。     

电站智能无线巡检移动机器人系统设计

针对电站中电力系统环境复杂的问题,设计了一种基于改进的OpenWrt系统和Android系统的电站智能无线巡检机器人。该系统以无线嵌入式处理器AR9331和基于Cortex-M3的ARM处理器STM32为双处理器核心,并在无线处理器上运行改进的OpenWrt操作系统,实现无线路由功能,同时引进一种新型的MJPEG压缩算法。实现了Android智能手机对巡检机器人的无线控制、视频实时采集与显示。经设计研发和现场测试,系统可运行在电站狭小、阴暗等复杂环境中,完成无线巡检任务,具有良好的稳定性和灵活性。     

Developing a module-based security system for an intelligent home

The security system in a workplace or home is important to human life. Unlucky events are often caused by the negligence of humans. We have developed a modulebased security system for home automation. The structure of the security system contains many modules. Each module has two types of interface (wireless RF and speech). There are active and passive modules in the security system. The active security module is a smart robot. We have designed many types of smart robot for the security system. The passive security modules include a fire security module, an intruder security module, an environment security module, a gas security module, an AC power security module, and an appliance control module. In the security module, we use multisensor fusion algorithms to decide the exact output. In these modules, we use a two-wire communication method through the wireless RF interface, and a voice alarm for serious events, and transmit the real-time status to the supervised computer. In the smart robot system, we have designed many types of smart robot for the security system. We have designed a general user interface (GUI) for the intelligent security system. The user interface can supervise these modules and the smart robots via the wireless RF device, and supervise the security system via wireless, Internet, and cell phone.     

基于嵌入式Linux的移动机器人控制系统设计

介绍了一个以嵌入式Linux系统为核心的移动机器人控制系统的设计与实现，阐述了运动控制与传感模块、主控制模块、人机交互界面和无线通信模块。该系统具有良好的可扩展性和可移植性。在无线通信模块中，集成了Zigbee协议，从而为无线传感器网络与移动机器人的协作性研究提供了可能。实验表明，该系统可以实现机器人的复杂控制。     

基于物联网的猪舍环境监控系统设计

为有效监测和控制环境因子,满足现代养殖规模化、集约化发展趋势要求,设计一种基于物联网的猪舍环境监控系统。该系统采用STM32单片机作为主控模块,选用ESP8266无线模块实现网络通信,设计传感器模块实时监测光照强度、温度、湿度、PM1.0、PM2.5、PM10、二氧化碳、氨气和硫化氢等猪舍环境因子,设计驱动电路控制设备,综合利用OneNet云平台,将服务器部署在云端。实验结果表明,能够实现实时监测环境信息,通过上位机发送指令远程控制风机,能有效改善猪舍环境,保障动物福利,提高生猪养殖的自动化程度。     

基于TMS320C6415的飞控计算机接口模块设计

文中以DSP TMS320C6415为核心处理器,设计并实现了飞控计算机接口模块。该模块采用JTAG接口进行DSP芯片内部测试,扩展了存储器,使用FPGA芯片对模块内的资源进行逻辑控制,可以满足飞控计算机中的模拟量处理、离散量处理以及RS422串行接口通讯。飞控计算机接口模块被应用于多个项目中,实践证明,该模块能够正确、快速地实现其接口信号处理功能。文中不仅对接口模块硬件资源选择、工作原理的关键问题进行了评述,而且对DSP的软件流程和工作方式进行了描述。