PID 控制算法在家用智能服务机器人物品搜寻中的应用

论文主要研究一种 PID 控制算法在家用服务机器人物品搜寻过程中的应用,采用沿墙走的运动控制形式完成服务机器人在简易家居空间的物品搜寻任务。使用传统的搜索形式,不可避免的会遇到不同的障碍物而影响物品搜寻的效率,会大大增强在程序设计上的复杂度。文中采用沿墙走形式,避免了障碍物的影响,从而大大提高搜索效率。     

武术擂台赛无差别组机器人目标搜寻策略

主要对武术擂台赛无差别组机器人进行了介绍,通过灰度传感器与红外传感器检测,对障碍棋子、对方机器人与自身环境的判断,设计出一种机器人有效且安全的目标搜寻运动路径控制策略,增强了机器人在武术擂台赛中的竞争力。     

北方地区无人值守变电站巡视机器人

本文介绍了一种基于北方地区无人值守变电站巡视机器人系统,该系统可以实现远程监控变电站设备运行状态,及时发现设备的热缺陷,读取设备仪表,并从机械结构、行走控制方式、电池管理系统等多个方面提出更适合于北方地区的机器人改进方式,以及从多个方面着手降低机器人制造成本,希望通过此文使巡视机器人更加适宜处于北方的变电站,同时降低成本的机器人在变电站远程监控的推广进程大大加快。     

面向服务机器人的智能环境服务构件开发方法

针对服务机器人应用需要,引入基于构件的开发方法,设计了一种支持和增强服务机器人功能的智能环境服务构件系统.制定了服务构件的基本组成结构与交互模式,实现了机器人的跨平台服务调用,有效解决了资源多样异构性带来的问题.服务构件将资源辅助功能封装成共享服务,借助智能环境通信网络,基于规范的服务接口和说明,提供开放的服务访问和调用.它可以被独立地部署并由第三方任意组合应用.本文分别从辅助资源端和服务机器人客户端出发,详细论述了应用web service(WS)中间件技术开发服务构件和服务调用程序的基本原理,并给出了实验验证.     

QR码导航的室内目标搜寻机器人研究

针对室内的目标搜寻问题, 开发研制了一套使用Android手机作为主要处理设备、可远程操控和使用语音控制的机器人系统。介绍了该系统的结构组成, 提出了一套基于人工路标的导航方案。该方案应用QR码作为人工路标引导机器人运动到指定区域, 然后识别出目标位置, 最后通过判断目标区域面积是否达到阈值的方法停在目标附近位置, 基于有限状态机实现机器人的模式切换。对目标检测和人工路标识别分别进行了实验, 结果验证了该方案的有效性和实用性。     

基于改进YOLOv5的服务机器人目标识别算法

在服务机器人执行任务的过程中,对周围环境中的物体进行快速且准确的目标识别是提升机器人智能度的重要突破口.针对家庭服务机器人竞赛,提出一种目标识别算法,使用轻量级网络MobileNetv2替换YOLOv5的主干特征提取网络,实验证明该识别算法在快速性和准确性方面有一定的提升.     

危险气体泄漏源搜寻多机器人系统的设计与实现

危险气体泄漏源搜寻是仿生嗅觉技术的重要应用领域之一.为了提高气体泄露源定位的效率和准确性,设计并实现了一种基于无线传感器网络的气源目标搜寻多机器人系统.该系统由多个嗅觉机器人组成,每个机器人作为无线传感器网络节点实现信息交换,协同工作,实现危险气体泄漏源的定位.嗅觉机器人以DSP处理器(TMS320F28335)为控制核心,对MOS气体传感器和风速传感器的输出信号进行融合,设计了浓度梯度与风速信息相结合的单一气体泄漏源搜寻算法.当嗅觉机器人完成气源定位时将发出警报,其他机器人利用装配的麦克风阵列和声源定位算法实现对泄漏源的间接定位.最后,为了说明所设计的多机器人系统对气体泄露源定位的有效性和准确性,本文设计了针对单一泄露源的气源搜寻实验进行验证.     

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.     

四大目标改进智能服务机器人

今年服务机器人在人机交互技术、遥控操作技术等方面有所突破，功能也大大完善，下面就公司的新产品具体谈一谈。     

一种适用于室内服务机器人的实时物体识别系统

针对室内服务机器人在实际应用中的需求,提出一种结合三维点云分割和局部特征匹配的实时物体识别系统．该系统首先基于三维点云实现快速有效的物体检测,然后利用物体检测的结果定位物体在彩色图像中的区域,并采用基于SURF特征匹配的方法识别出物体的标识．实验结果表明,该系统可较好地满足室内服务机器人物体检测与识别的实时性和可靠性要求．     

飞机表面检查机器人系统研究

研究了飞机表面检查机器人系统结构及相关关键技术，提出了针对非对称异型飞机表面爬行机器人的总体结构和关键部件，对机器人作业过程中的吸附、运动及检测功能进行了分析，并给出了解决方案。研究了基于轨迹线性化理论的机器人路径跟踪控制算法，并对基于视觉的飞机铆钉裂纹缺陷检测与识别方法。试验结果验证了算法的有效性，为飞机蒙皮铆钉缺陷的自动在线检测提供了可行的途径。     

面向巡检机器人的电力设备状态检测算法研究

为更高效利用变电站巡检机器人开展电力巡检工作,满足电力行业发展对智能化巡检的需求,研究了面向电力巡检机器人的电力设备状态检测算法.首先,根据深度网络部署硬件芯片应用情况与性能对比,选择海思Hi3559A芯片作为算法移植的嵌入式平台.然后综合考虑各种检测算法的精度与速度,选用YOLOv3算法作为设备状态检测的基本判别模型...     

基于视觉伺服的输电线巡检机器人抓线控制

巡检机器人在自动越障时,需要完成机器人手臂的准确抓线控制。结合输电线的几何特征和摄像机成像原理,提出了一种基于单摄像机的立体视觉方法来确定输电线的位置和姿态。结合该定位方法及视觉伺服理论建立机械手抓线伺服控制模型。在自行研制的巡检机器人进行了视觉伺服抓线实验。实验结果验证了该方法的有效性。     

基于规则库的巡线机器人自主越障动作规划

在电力线巡检机器人的控制系统中,采用分层规划的方式,利用产生式推理从行为规划的层次上进行在线规划,生成行为序列,然后将生成的行为序列与离线规划出的知识库相结合,生成自主越障的动作序列,实现机器人越障的自动控制．本文探讨了整个越障规划的控制过程和规划方法,并通过实验验证了动作规划的可行性．     

基于ROS的云机器人服务框架

随着机器人技术的发展和硬件的普及,机器人的市场应用前景越来越广泛.但是,目前的机器人仍存在着许多局限,具体表现为可移植性弱,本地计算成本高,服务应用较少等.云机器人的提出,将机器人的计算能力从本地迁移到云端,不但提高了机器人的计算能力,降低了机器人硬件成本,而且能使资源的分配更为均衡,为解决机器人发展面临的困难提供了有效的解决途径.在云机器人的基础思想之上,提出一种基于ROS的云机器人服务框架.该服务框架使用开源的机器人操作系统ROS作为机器人运行的基础,增强了其对于不同硬件和软件环境的可移植性.同时,在框架的云端部分加入了机器人的服务管理系统和服务解析模块,能够方便快速地对机器人服务进行扩展和调用.在最后的实验部分,通过人脸识别服务模块对云机器人服务框架进行了实验验证.     

基于高斯投影的变电站巡检机器人定位建图技术

保障变电站的安全是电力供应的关键要素,因此变电站的巡检工作是不可或缺的。目前,采用机器人进行自动化巡检是变电站巡检领域的重要趋势。获得变电站的平面地图是实现变电站自动化巡检的关键。目前传统的定位建图方案,如同步定位与建图（Simultaneous Localization and Mapping,SLAM）、离线全球定位系统（Global Positioning System,GPS）定位等,往往存在特征识别困难、建图时间过长或者地图所需存储空间过大等缺点。基于此,提出了一种基于高斯投影的变电站巡检机器人定位建图技术。采集完工作区域内外边界和障碍区域的边界点后,通过高斯投影,将采集到的地理位置坐标转换为平面直角坐标,并通过射线法实现平面栅格地图的建立。再根据已有的栅格地图信息和实时接收的机器人当前位置信息实现定位功能。实验验证了该定位建图技术的可行性,该方法可极大地提升建图速度,减少地图所需的存储空间,建立的地图可用于巡检机器人后续的路径规划和导航。     

基于视觉注意机制的目标跟踪方法

提出一种基于视觉注意机制的运动目标跟踪方法。该方法借鉴人类的视觉注意机制的研究成果,建立视觉注意机制的计算模型,计算视频中各部分内容的视觉显著性。结合视觉显著性计算结果,提取视频图像中的显著性目标。利用颜色分布模型作为目标的特征表示模型,与视频中各显著目标进行特征匹配,实现目标的跟踪。在多个视频序列中进行实验,并给出相应的实验结果及分析。实验结果表明,提出的目标检测与跟踪算法是正确有效的。     

助老助残服务机器人通信协议的研究

针对助老助残服务机器人种类繁多、新型机器人产品不断涌现以及使用人群的特殊等特点,研究并提出了一套用于开放式、网络化管理与监控的以太网通信协议(Ethernet/SDARP);该协议参考Ethernet/IP协议模型,采用对象化概念对网络中不同服务机器人进行了描述,具体应用了连接、连接管理、集合、应用等类和对象实例,阐述了各服务机器人之间的通信过程,并通过对不同对象实例属性的赋值,实现设置通信的发包率、截止期等参数的目的;此协议为服务机器人通信接口的标准化提供重要依据,为各种服务机器人之间的统筹管理和协同工作提供实现基础,目前已经在实验环境下模拟实现,并得到了多家从事助老助残服务机器人生产研究的科研机构和企业的支持,协议的制定和进一步完善将推动服务机器人产业的发展。     

基于分层搜索的移动机器人路径优化

分析比较了经典的全局路径规划算法,针对移动机器人运动路径规划的优化问题,将A*、人工势场、栅格等多种算法的优势加以综合考虑,提出一种基于栅格的分层搜索概念。该方法采用栅格法进行建模,以分层搜索为核心思想,外层采用A*算法将复杂的图元模糊化以简化环境,内层则采用人工势场算法将具体的栅格还原以解模糊,具有一定的理论意义与应用前景。其仿真实验表明,该方法能达到较好的路径规划效率和实时性。