基于视觉显著性的移动机器人动态环境建模

本文采用视觉显著性提出了一种移动机器人动态环境建模方法.该方法利用提出的视觉显著性模型,对连续的2帧图像中匹配的加速稳健特征点(SURF)利用其位置关系并采用多重随机抽样一致(multi-RANSAC)算法实现了环境中动态物体显著性检测.采用投影方法和快速均值漂移算法构建了动态环境的栅格模型,利用得到的动态显著性物体的位置更新环境地图中的栅格占据值以及动态物体的影响区域.动态环境显著图构建实验和动态环境的栅格模型构建实验的结果证明了上述方法是可行的.     

基于激光扫描的移动机器人3D室外环境实时建模

针对室外非结构化3D环境,研究了基于激光扫描的移动机器人实时地形建模问题.考虑了建模过程中可能存在的多源不确定性误差,将其建模为零均值高斯噪声,由此建立多级坐标变换矩阵将激光扫描数据转化为全局坐标系中的概率化高程估计,并根据置信区间将得到的高程估计关联至多个地形网格,在此基础上对关联网格内分配的高程估计进行概率融合,实现了局部高程地图的更新.此外,采用局部窗口检测方法对地形遮挡问题进行了处理,并同时解决了室外环境下移动机器人的3D定位问题.实验结果表明了该算法的实时性和有效性.     

基于立体视觉的3D地形拼接

为了从月球车上的全景相机所捕获的立体图像对重建月球车周围的3D地形,给地面科学家制定科学探测指令提供一个直观的可视化平台,预先展开了基于立体视觉的3D地形重建的研究,主要介绍了在3D地形拼接方面的研究进展。当恢复出多个局部3D地形模型时,首先基于边缘检测和图像匹配技术提取出相邻局部模型之间的公共数据点,然后采用分离旋转变换和平移矢量的策略拟合出相邻模型之间的坐标转换关系,之后就可以将局部模型统一在同一个坐标系下。通过室内和室外多次实验验证了该拼接方案。     

移动机器人前向单目视觉的建模研究

为了实现目标对象的快速、精确识别,对移动机器人前向单目视觉进行了建模.首先,给出了前向单目视觉成像模型,包括软、硬件设计,并结合目标特征属性得到目标中心在图像上的坐标;然后,通过视觉标定模型实现前向单目视觉的目标定位,得到目标对象在机器人体坐标系中的坐标;最后,利用参数估计的方法计算真实检测结果与理想检测结果的误差分布模型的参数,得到前向单目视觉的观测模型.实验结果表明,前向单目视觉模型建立精确,且实时性好.     

3D建模

Amapi对于设计师们来说是一种自相矛盾的东西。初学者认为它既神秘又复杂．高手们认为他不可思议又很基础。这两种观点都不是全然正确的。事实上．Amapi的多功能修改键恰如其分地补充了它独特的用户界面．为用户提供了使用简单．快速而且功能强大的建模环境。     

移动机器人基于近似Voronoi图的3-D环境建模方法

提出一种三维复杂环境下移动机器人的环境建模与分析方法。通过平滑滤波得到环境地形高度变化的轮廓基本特征,以一阶微分方法分析满足移动机器人运行的平坦性,建立投影平面上的可行区域图。应用改进的近似Voronoi边界网络构造方法得到可行区域的网络化结构模型。该方法能够以较少的网络节点反映移动机器人运行环境中可行区域的网络化结构,从而降低路径规划的计算复杂度。该模型方法体现了三维环境的地形轮廓特征,因此能够有助于导航中的规划与定位问题的解决。     

一种基于视觉的移动机器人定位系统

具有自主的全局定位能力是自主式稳定机器人传感器系统的一项重要功能,为了实现这个目的,国内外均在不断地研究发展各种定位传感器系统,这里介绍了一种采用光学蝗全方位位置传感器系统,该传感器系统由主动式路标、视觉传感器、图象采集与数据处理系统组成,其视觉传感器和数据处理系统可安装在移动机器人上,然后可通过观测路标物「视角定位的方法,计算出机器人在世界坐标系中的位置和方向,实验证明,该系统可以只的在线定位,     

基于X3D的虚拟场景建模技术

Web3D联盟发布的X3D标准作为下一代面向互联网的三维图形描述规范,已经被ISO批准成为国际标准,越来越广泛地应用于教育、训练、模拟等方面。该文从介绍虚拟现实技术的发展情况入手,深入分析了X3D规范的文件结构和语法结构。提出了利用X3D规范进行虚拟现实场景建模和系统优化的方法,对于提高景物建模的真实感和降低景物建模的复杂度都有重要的现实意义。     

基于模糊控制的移动机器人视觉反馈跟踪

探讨视觉空间下非完整移动机器人的跟踪问题。在不校准摄像机视觉参数的前提下,提出一种利用视觉反馈信息设计非完整移动机器人轨迹跟踪的模糊控制方法。其模糊控制使用Mamdani推理机,包含if-then规则和重心法,对线速度和角速度进行控制。仿真结果证明了该方法的有效性。     

基于X3D的虚拟场景建模技术

Web3D联盟发布的X3D标准作为下一代面向互联网的三维图形描述规范,已经被ISO批准成为国际标准,越来越广泛地应用于教育、训练、模拟等方面。该文从介绍虚拟现实技术的发展情况入手,深入分析了X3D规范的文件结构和语法结构。提出了利用X3D规范进行虚拟现实场景建模和系统优化的方法,对于提高景物建模的真实感和降低景物建模的复杂度都有重要的现实意义。     

不确定非完整移动机器人的轨迹跟踪控制

具有未校准视觉参数的非完整移动机器人的运动学系统具有参数不确定性,较一般的运动学系统更加复杂.基于视觉反馈、Barbalat's定理和Lyapunov直接方法,研究了具有未标定摄像机参数的非完整移动机器人的轨迹跟踪问题.首先,利用固定在天花板上的针孔摄像机透视投影模型,提出了一种新的基于视觉伺服的移动机器人运动学跟踪误差模型;基于这个模型,提出了一种新的与未知视觉参数无关的动态反馈跟踪控制器.该控制器不仅保证系统的状态渐近跟踪给定参考轨迹,而且控制器是全局的,通过Lyapunov方法严格证明了闭环系统的稳定性.在惯性系和图像坐标系下讨论跟踪问题,使问题变的简单且设计的控制器更加有用.最后,仿真结果证实了所提出的控制器的有效性.     

荷载不确定移动机器人视觉伺服系统鲁棒预测控制

考虑具有可见性约束和执行器约束的载荷不确定移动机器人视觉伺服系统,提出一种鲁棒视觉伺服预测控制策略.首先将该移动机器人视觉伺服系统建模为关于视觉伺服误差和驱动的不确定系统.其次,对约束的视觉伺服误差子系统,设计基于半正定规划的速度规划预测控制算法.该算法分为离线计算和在线调度两个部分,降低预测控制算法的在线计算量.而对...     

用Visual C＋＋开发控制仿真系统

本文以移动机器人为控制对象,介绍了如何用Ｖｉｓｕａｌ Ｃ＋＋开发位置ＰＩＤ控制器,主要解决用单文档多窗口来对不同参数进行仿真,以达到多视图的仿真效果,主要内容由移动机器人的数学模型和Ｖｉｓｕａｌ Ｃ＋＋软件开发组成。     

Cooperative Navigation of Micro-Rovers Using Color Segmentation

This paper addresses position estimation of a micro-rover mobile robot (called the daughter) as a larger robot (the mother) tracks it through large spaces with unstructured lighting. Position estimation is necessary for localization, where the mother extracts the relative position of the daughter for mapping purposes, and for cooperative navigation, where the mother controls the daughter in real-time. The approach taken is to employ the Spherical Coordinate Transform color segmenter developed for medical applications as a low computational and hardware cost solution. Data was collected from 50 images taken in five types of lighting: fluorescent, tungsten, daylight lamp, natural daylight indoors and outdoors. The results show that average pixel error was 1.5, with an average error in distance estimation of 6.3 cm. The size of the error did not vary greatly with the type of lighting. The segmentation and distance tracking have also been implemented as a real-time tracking system. Using this system, the mother robot is able to autonomously control the micro-rover and display a map of the daughter's path in real-time using only a Pentium class processor and no specialized hardware.     

改进动态规划算法的移动机器人路径规划

针对静态栅格环境下的移动机器人全局路径规划问题,通过分析移动机器人到达目标的搜索方向和路径变化的动态特征,分别建立下降路径搜索动态规划模型和上升路径搜索动态规划模型,并依据整列元素路径值变化特点设计了两种模型交互使用的改进动态规划算法。仿真实验结果表明算法具有较好的路径规划效率,可以同时完成多个目标路径规划,且覆盖率越大的环境求解越快速。实验也表明改进动态规划算法同蚁群算法对比能够更快速有效地给出移动机器人较优通行路径。     

基于地面视差分布的栅格地图建立方法

针对使用立体视觉建立环境地图方法存在信息不完整的问题,提出一种基于地面视差分布的栅格地图建立方法。利用地面视差分布在视差图中进行障碍物和地面点的检测,通过统一但参数值不同的投影模型将障碍物像素和地面点像素投影到栅格地图中,同时考虑立体视觉的量化和匹配误差、地面视差和栅格占据概率的空间分布。通过在非结构化环境中的实验表明,该方法可以实时地建立信息完整且准确的栅格地图。     

基于视觉伺服非完整移动机器人的有限时间饱和镇定

对视觉伺服反馈的一类类非完整移动机器人,提出在视觉参数不确定下的有限时间饱和镇定问题.运用多步控制策略和有限时间稳定性理论,设计分段连续的饱和控制律使得闭环系统的状态在有限时间内收敛到平衡点.仿真结果验证了该方法的有效性.     

基于预测控制的非完整移动机器人视觉伺服镇定

非完整移动机器人视觉伺服镇定越来越受到人们的广泛关注. 目前研究人员在解决该问题时未同时考虑摄像机的可见性约束和机器人系统的控制约束, 所设计的控制器在实际应用中很难实现满意的控制. 针对此问题, 本文设计一种预测控制器来解决移动机器人视觉伺服镇定问题. 首先设计运动学预测镇定控制器来产生参考速度指令; 然后设计动力学预测控制器使移动机器人实际速度渐近逼近期望值; 所设计的预测控制器能够容易处理系统中存在的可见性约束和控制约束; 最后对所提出的视觉伺服镇定方法进行仿真验证, 结果表明所设计的控制器能有效解决移动机器人视觉伺服镇定问题.