全自主足球机器人运动模型的改进

阐述了具有输入饱和特性的全自主足球机器人的运动控制问题,建立了全自主足球机器人的运动学模型.基于数字PID算法条件下实现了足球机器人在赛场上的高精度运动控制,实验进一步证明了算法的鲁棒性,并在实际比赛中取的了很好的成绩.     

基于dsPIC的全向足球机器人运动控制系统

介绍了基于dsPIC数字信号控制器的全向足球机器人运动控制系统的设计和实现.结合运动控制系统的体系结构框图说明了系统各部分之间的关系,硬件方面采用4片dsPIC对4个电动机进行模块化分级控制,并介绍了系统硬件电路的设计.软件方面给出了主控程序流程图,阐述了电动机转速测量算法、PID控制算法以及4个控制器间的通信.该运动控制系统已应用于中型组全向足球机器人比赛中,机器人响应迅速、运动灵活.实验证明该运动控制系统运行稳定、可靠.     

基于Boltzamnn机的机器人自主学习算法

针对两轮机器人自平衡运动控制问题,提出了一种基于Boltzamnn机的Skinner操作条件反射学习机制作为机器人仿生自主学习的算法.该算法利用Boltzamnn机中Metropolis判据平衡Skinner操作条件反射学习中探索和利用的比例,并依据概率取向机制以一定的概率选择最优行为,从而使机器人在未知环境下可获得像人或动物一样的仿生自主学习技能,实现机器人的自平衡运动控制.最后,分别用基于Boltzamnn机的Skinner操作条件反射的学习算法和基于贪婪策略的Skinner操作条件反射的学习算法做了仿真实验并进行了比较.结果表明,基于Boltzamnn机的Skinner操作条件反射的学习算法能使机器人获得较强的运动平衡控制技能和较好的动态性能,体现了机器人的自主学习特性.     

仿生六足机器人传感信息处理及全方向运动控制

针对仿生六足机器人的智能运动控制问题,提出一种基于中枢神经模式发生器(CPG)的控制方法.传统CPG控制方法无法很好地控制机器人足端轨迹,而本CPG控制方法中加入了用于足端轨迹控制的轨迹发生器模块,通过调节参数值可以实现机器人的全方向运动控制.为降低传统CPG控制中传感信息反馈以及参数调整的复杂程度,设计2种用于传感信号处理的神经网络.该模块实现多传感信号的融合,并生成用以控制机器人运动行为的各个参数值,实现机器人的自主避障.设计一个仿生六足机器人样机,将其分别放置在两种不同的情境下进行自主避障行走实验,结果证明了机器人全方向运动控制算法和自主避障算法的可行性.     

全自主足球机器人的运动控制系统研究

全自主足球机器人要完成踢球任务,需要一个快速可靠的运动控制系统,但是大多数以前的电机控制系统都是基于MCU或DSP系统的．为此,提出基于PC104总线控制的直流伺服电机控制系统,介绍了运动控制系统的组成、电动机控制板和系统控制软件．该控制系统具有体积小、功能强、反应速度快和控制简单等特点,完全可以满足足球机器人的运动要求,并可应用于其他小型装置的电动机控制系统上．     

全自主足球机器人快速目标识别与定位方法

为使机器人视觉系统能够快速、稳定地进行目标识别和定位，采用多阚值粗分割和区域细分割相结合的彩色图像分割算法，以提高特征提取的鲁棒性．在基于区域分割的算法中采用快速游程连通性分析算法，保证了目标识别的实时性．对已识别的目标，利用摄像机针孔模型完成单眼的实时定位．该系统能满足全自主足球机器人对目标识别与定位实时性和鲁棒性的要求，已成功地应用于HIT-Ⅱ型自主足球机器人中．     

仿生六足机器人传感信息处理及全方向运动控制

针对传统CPG控制方法无法很好地控制机器人足端轨迹的问题,提出基于中枢神经模式发生器(CPG)的控制方法.在CPG控制方法中加入用于足端轨迹控制的轨迹发生器模块,通过调节参数值可以实现机器人的全方向运动控制.为降低传统CPG控制中传感信息反馈以及参数调整的复杂程度,设计2种用于躲避前方和两侧障碍物的传感信号处理的神经网络.该模块实现多传感信号的融合,生成用以控制机器人运动行为的各个参数值,实现机器人的自主避障.设计一个仿生六足机器人样机,将其分别放置在墙角和狭窄空间中进行自主避障行走实验,结果证明了机器人全方向运动控制算法和自主避障算法的可行性.     

白点定位图像处理算法

为了解决全自主足球机器人自定位难题,采用白点定位图像处理算法求解足球场地白线边缘中点作为自定位特征点.通过沿预定义一维扫描线的彩色滤波、求最大梯度点和亚像素分解求中点等3个步骤,求解出若干定位白点,为机器人自定位做准备.结果表明:白点定位图像处理算法,定位精度最大误差为1.2mm,程序运行平均时间为15ms,定位过程抗干扰能力强,完全能够满足足球机器人自定位准确性、实时性和鲁棒性的要求.     

基于异构双目视觉的全自主足球机器人导航

通过理论分析和实验，论述了全自主足球机器人异构双目视觉协调导航的合理性和有效性，给出了测量目标相对坐标的模型，分析了基于双目协调的足球机器人导航数据融合方法，提出了双目协调导航模型及基于行为的目标实现策略．在所开发的小型全自主足球机器人上的仿真和实验结果，证明了双目协调的有效性和实用性．     

基于DSP的全自主机器人运动控制系统的研究

设计了一套适合于全自主类人机器人的分布式运动控制系统。该系统的底层控制部分采用DSP作为主处理器,给出了处理器的外围器件和反馈回路的设计过程。整个控制系统能够集成在机器人本体上,层次清晰,结构灵活,对全自主机器人的进一步发展起着积极的作用。