基于虚拟现实的机器人离线编程技术的研究

介绍了一个基于虚拟现实技术的机器人离线编程系统.对系统结构作了描述,讨 论了机器人虚拟仿真环境建模技术、基于虚拟现实设备的机器人任务生成技术、碰撞检测算 法.该系统建立了基于虚拟现实技术的高级人机交互接口,使机器人离线编程更加快速、方便 和直观.     

基于5G通信技术的巡逻机器人定位误差自动补偿方法

以提升巡逻机器人执行巡逻任务能力为目的,提出基于5G通信技术的巡逻机器人定位误差自动补偿方法。该方法在巡逻机器人工作区域架设5G无线通信网络,并将AD7380型号位置传感器安装在巡逻机器人上,利用位置传感器获取巡逻机器人工作时的位置信息后,利用5G无线通信网络将其传输到用户PC端,得到巡逻机器人位置采样点数据；以该数据为基础,使用拉丁超立方采样方法描述巡逻机器人在其巡逻空间内的位置,得到巡逻机器人空间位置数据；再依据巡逻机器人空间位置数据,计算该机器人预设目标点误差矢量,并构建巡逻机器人定位误差补偿模型,利用该模型补偿巡逻机器人定位误差。实验结果表明：该方法可全面获取巡逻机器人在其巡逻空间内的位置信息,可有效且精准的对其定位误差进行自动补偿,使巡逻机器人定位误差保持在可允许范围内,应用效果较为显著。     

机器人大赛中的物联网感知和机器视觉的应用

通过物联网传感器和数据分析技术,机器人可以获得更广泛的态势感知,从而更好地执行任务。文中根据机器人大赛动态避障赛程的集体要求,搭建了基于ROS平台工业机器人开源平台,应用Python语言进行Gazebo虚拟现实系统的搭建,基于双目视觉完成了静态避障与动态避障功能,完成了机器人大赛的具体比赛。     

基于最大空闲时间的分布式巡逻机器人数量优化

针对多机器人巡逻问题,提出基于全局平均最大空闲时间的分布式巡逻算法,确保每个巡逻顶点在一定时间内被机器人访问.在算法执行过程中,每个机器人利用共享信息估算全局平均最大空闲时间.机器人在当前顶点收集的信息用于决策、选择下一个被机器人访问的顶点.再根据全局平均最大空闲时间的大小估算在巡逻任务过程中多机器人团队的表现,确定完成此巡逻任务所需的最优机器人数量.仿真实验表明文中算法的收敛速度较快,全局平均最大空闲时间值较小,多机器人巡逻任务完成效果较佳.     

一种基于离散时间一致性理论的多机器人分布式巡逻算法

在多机器人巡逻任务中,由于通信距离的限制,单个机器人很难获得全局信息。然而,现有的大多数多机器人分布式巡逻算法都要求每个机器人获得其巡逻区域的全局信息进行决策。因此,考虑到通信半径约束和局部信息约束,为了通过相邻机器人之间的交互完成巡逻任务,基于离散时间一致性理论提出了两种巡逻算法。算法1使用全局信息进行决策,算法2基于离散时间一致性理论实现局部信息对全局信息的预测进行决策。通过模拟器Stage对所提算法与对比算法在不同机器人数量、通信半径、地图环境下进行了对比。实验验证了所提出的基于局部信息的分布式多机器人巡逻算法具有与原算法类似的特性和性能,能够使机器人在没有全局信息的情况下判断全局状态,并基于邻居之间的协商完成巡逻任务。     

基于ORB-SLAM2的四足机器人定位和建图

四足机器人被认为是灾后救援、野外探索以及危险环境巡逻搜查的最佳移动平台,而定位与建图又是机器人在复杂地势环境进行自主行走的前提。搭建了一个基于四连杆并联机构的四足机器人运动平台,并且针对该四足机器人设计了相应的运动控制算法。为解决四足机器人在复杂环境中的地图构建与定位难题,采用ORB-SLAM2算法进行四足机器人的三维位姿估计,同时构建一个线程用于三维稠密点云信息的获取与拼接,并最终实现了在复杂环境中的四足机器人定位与建图功能。     

基于3D激光雷达在警用巡逻机器人导航中的应用

随着人工智能技术的发展,警用巡逻机器人的发展逐渐崛起。随着应用场景的增加和适用环境的日益复杂,警用巡逻机器人的导航技术越来越受到挑战。现有的导航方法,如磁条,激光,GPS等,明显缺乏环境的适应性和稳定性。3D激光雷达在警用巡逻机器人导航中的应用,提高了机器人的导航性能。因此,在介绍三维激光导航技术应用原理的基础上,分析了三维激光导航技术的特点和优势,阐述了其适应性和稳定性。     

电磁式爬壁机器人平台

本文介绍了一种新型电磁式爬壁机器人平台。机器人平台从客观需求出发,利用电磁铁可以吸附铁质物体的原理,实现机器人在铁质壁面上竖直攀爬。机器人平台以单片机为控制核心,控制四只仿生脚的行动和电磁铁的吸附,由无线控制器实现远程控制。平台搭载多种传感器,以检测机器人周围的环境状态,并应用无线传输技术,将传感器监测数据时时传回控制电脑。还可由电脑控制,利用机器人上加装的机械臂,完成简单操作。本项目作品可以应用于强热辐射、浓烟、污染气体等复杂环境的场所实施远程测控,也可以应用于船体、高炉检测等方面。     

BEAM小车制作

本篇文章不是某一个机器人项目的具体制作过程的介绍，而是扩展机器人DIY活动的一种思路，即：模块化的开发——以实现机器人开发过程的标准化、通用化为主要目标。作为模块化开发的第一步，本篇介绍一个通用基础平台的简单轮式小车，即A型基础平台车。之后我会继续向大家介绍几个机器人，都会以这个小车为基础平台，项目命名为“BEAM小车...     

一种基于三维建图和虚拟现实的人机交互系统

以提高人机共融水平为目的,以救援机器人为背景,提出并实现基于三维建图和虚拟现实(VR)技术的人机交互系统.在该系统中,救援机器人基于多线激光雷达和惯性测量单元(IMU)实时构建环境的三维点云地图,并将建图结果增量式地表示为3D-NDT地图,实时传输至操作台的虚拟现实系统中可视化;同时,操作人员利用虚拟现实系统的交互设备生成机器人的控制指令,控制机器人运动,构成一个完整的人在回路的人机交互系统.该系统在将机器人环境实时在虚拟现实中可视化的基础上,可以给操作人员以极强的沉浸感,有利于操作人员更直接地理解机器人所处环境.此外,该系统作为一种新的人机交互方式,为提高人与机器人的自然交互水平提供了新思路,对促进人机交互技术的发展具有重要意义.     

基于VRML的在线虚拟现实场景设计与实现

介绍了构建在线虚拟现实场景的关键技术,提出基于VRML技术的虚拟现实场景构成和应用,利用VRML技术设计了在线虚拟现实的场景环境原型,通过结合VR技术和ASP技术实现了一个在Internet上表现的、能和用户交互的、可由用户设计的、可扩展的平台,让用户能够按照自己的意愿设置的虚拟现实场景应用系统.     

虚拟现实辅助除冰机器人遥操作系统

以高压输电线除冰机器人为背景,提出并实现了基于虚拟现实技术的除冰机器人的遥操作系统。介绍了系统的基本框架和功能结构,然后对系统设计的关键技术进行了研究。在这个系统里,操作人员可以利用所生成的虚拟环境实时、动态地进行作业观测与机器人遥操作,为先进机器人遥操作系统的实现提供经验和关键技术。     

基于RFID的移动机器人巡逻路径优化研究

针对移动机器人在大范围环境中的巡逻路径优化问题,提出一种基于RFID信息节点导引方法的路径和时间优化策略;研究了在一由实际环境抽象得出的拓扑地图环境下,使用RFID标签来标记环境中的关键位置,例如走廊,交叉点,拐角等,并且利用标签中储存的导航指令来指导移动机器人的行动;将机器人分为3路巡逻,优化得出巡逻总路程最短且历经信息节点数均衡的路径;设定机器人在节点的停留时间,研究了机器人在一限定时间内巡逻完所有节点的分组及路径优化方法;为大范围布置RFID信息节点导引机器人行动的环境下,提供了一种巡逻路径优化方案。     

五自由度立体视觉仿真平台设计与建模

从立体视觉与机器人控制集成的角度出发,建立了一个主动立体视觉跟踪和定位系统,用于柔性装配线中装配零件的运动跟踪和装配工位的精确定位。该系统具有五个自由度,其中三个是平移自由度,两个是转动自由度,该文针对平台的结构进行了运动学建模和分析,采用D—H方法建立了五自由度立体视觉平台的运动学模型,得到运动学的正解。在该运动学方程基础上开发了系统仿真平台,介绍了’系统仿真平台的设计原理和操作特点。该仿真平台验证了机构设计的正确性,验证了五自由度平台运动学分析的正确性。该仿真平台采用虚拟现实建模方法,建立了五自由度平台的三维立体模型和立体视觉跟踪运动物体的实验模型,具有良好的交互性和开放性。     

基于虚拟现实的机器人智能控制系统

本文基于虚拟现实技术特点,构建了虚拟现实环境下的机器人智能控制系统,将Eon Studio与VC++可视化结合构建人机交互平台,将系统分为人机交互系统和遥控机器人系统部分,采用3DS MAX建立虚拟场景和机器人,基于TCP/IP协议的无线局域网技术进行数据交互,并利用EonX空间进行Eon和VC++6.0的通信.通过实...     

基于节点重要度的多机器人分布式巡逻策略

考虑到在多机器人巡逻任务中,待访问节点的重要程度存在差异是一种普遍现象,针对多数巡逻算法没有考虑节点重要程度的不同,导致所有节点的空闲时间趋于一致,从而造成重要节点访问频次不足、普通节点过度访问的问题,提出了一种基于节点重要度的分布式巡逻策略以优化节点访问频率、降低全局平均空闲时间。机器人计算周围节点空闲时间与重要度,在线决策目标节点,估计到达目标节点的时刻,并且将访问目标与估计到达时刻告知附近的同伴;为了避免某些节点被过度访问,在边缘节点的被访问频率低于最小访问频率时提高边缘节点的重要度,使得机器人可以尽快访问该点。最后,通过仿真分析了机器人数量、环境变化、重要度等因素对机器人完成持续巡逻任务的影响。结果表明,重要度大的节点被访问次数明显增加;在巡逻环境与机器人数量相同的前提下,该算法的异常值较少且平均空闲时间较小,多机器人持续巡逻性能表现较好。     

煤矿掘进机器人虚拟仿真与远程控制系统

针对现有掘进机视频监控和遥测遥控等监控方式存在图像不清晰、无法真实反映掘进机位姿和工况状态等问题,提出了一种煤矿掘进机器人虚拟仿真与远程控制系统,介绍了系统方案设计,对掘进机器人改进设计、虚拟仿真远程监控平台、掘进机器人控制模型等关键技术进行了研究。该系统利用虚拟现实技术有机整合井下操作人员、掘进机器人和井下环境信息,以掘进机器人自动掘进和远程人工干预为目的,实现了掘进过程的运动控制和巷道成型掘进控制功能。实验结果验证了该系统的有效性和良好的控制性能。     

基于无线网络的云医疗机器人系统仿真

医疗机器人是一门集医学、仿生学、机械力学、材料学、计算机科学、运筹学、机器人学等学科于一体的新兴交叉学科。随着传感器技术、通信设备,尤其是云计算的发展,云医疗机器人应运而生。一个云医疗机器人只需要少量的硬件和软件配置,它所需的大部分资源和计算过程由连接的云端提供。云医疗机器人从计算或者资源配置密集型转化为效率和功能密集型,从而可以更高效地完成复杂任务。本文设计一种云医疗机器人系统平台,该平台由医疗云平台层和远程云机器人层组成。以系统平台为基础,利用无线网络技术设计2个云医疗机器人系统案例,并进行仿真。仿真结果表明,云医疗机器人系统具有效率高、成本低和应用性强等特点。     

城市地质虚拟现实平台研究与实现

对基于PC架构的多投影虚拟现实平台系统结构和关键技术进行研究,设计了一个采用三通道被动式立体环形屏幕投影,集二维和三维虚拟互动展示为一体的城市地质虚拟现实平台。介绍了系统的硬件结构、原理以及几何校正、网络同步等关键技术,并结合上海市的应用介绍了其在城市地质领域的应用。     

一种小型水下机器人平台的设计与实现

设计并实现了一套功能高度集成的远程控制水下机器人平台,该平台由水下机器人、中继浮标和上位机控制终端组成。机器人自身搭载的传感器和摄像头可以对环境状态进行侦测,并通过中继浮标转发给控制终端,由控制终端远程控制水下机器人完成水下作业。该平台实现方案具有成本低、功耗低、可移植性和扩展性强等特点,可用于水下探测和简单清障任务。