基于MSP430单片机的导盲机器人控制系统设计

针对一种自主智能导盲机器人,基于MSP430单片机设计了其控制系统。该机器人以MSP430单片机为控制核心,具有丰富的传感器系统,包括碰撞传感器、超声波传感器、光电传感器、视觉传感器和倾角传感器,并具有GPS导航功能和语音交互功能。首先通过GPS导航功能进行路线规划,控制系统根据各传感器判断是否前进和转弯,最终实现将盲人安全准确的带到目的地。     

视觉导航机器人技术在大学实践教育环节内容中的探讨

机器人技术是继数学推理与科学试验之后认识世界自然规律的第三类基础方法。机器人实验教学是指利用人工智能技术来驱动机器人进行自主服务,该技术可以让学生在创新的环境下进行探究和学习。本课题在现有机器人实验平台的研究基础上结合ROS(Robot Operating System)机器人操作系统,给出了与实验教学相关的开发项目,利用机器人进行室内外的视觉导航研究。实验表明,该视觉导航机器人实验平台是有利于学生深入了解机器人发展,掌握ROS机器人应用开发和视觉导航技术的良好实验平台。     

商场智能服务机器人的设计

随着科学技术的快速发展和社会需要,各类服务机器人已经广泛应用于清洁、医疗、导游、安保等领域。本文在近年来服务机器人应用技术研究和发展状况的基础上,设计了一种用于商场内的智能服务机器人。该机器人以STM32处理器作为控制系统核心,搭载PC工控机,配备自主导航定位模块及各种传感器,通过自主开发应用控制程序,实现商场内饮料瓶回收、自主导航、语音对话等功能。     

无线传感器网络定位技术浅析

无线传感器网络作为一种全新的信息获取和处理技术在目标跟踪、入侵检测及一些相关领域有着广泛的应用前景。然而,定位技术是无线传感网络的基础技术,对无线传感网络后续工作的开展及应用起着关键的支撑作用。首先,传感器节点必须明确自身位置才能详细说明"在什么位置发生了什么事件",从而实现对外部目标的定位和跟踪;其次了解传感器节点的位置分布状况可以提高网络的路由效率,从而实现网络的负载均衡及网络拓扑的自动配置,改善网络的覆盖质量。无线传感器网络定位是非常必要的。本文首先分析无线传感器定位的现状,分析其定位存在的问题和困难,然后对几种典型算法进行比较,比较其优缺点并提出改进方案。无线传感器网络定位最简单的方法是为每个节点装载全球卫星定位系统(GPS)接收器,用以确定节点位置。但由于经济因素、节点能量制约和GPS对于部署环境有一定要求等条件限制,导致方案的可行性较差。因此,一般只有少量的节点通过装载GPS或通过预先部署在特定的位置获取自身的坐标。     

装配焊接机器人在立体停车设备钢结构加工中的应用

装配焊接机器人在立体停车设备钢结构加工提供了契机,运用视觉纠偏传感器和焊缝跟踪技术,装配焊接机器人具有装配一致性好,焊接效率高、综合成本低等特点。     

消防机器人导航控制技术研究

针对目前消防机器人导航控制技术智能化和可靠性偏低的问题,研发了一种新型的消防机器人导航控制系统。操作者只需在电子地图上指定消防机器人运动的起点和终点,机器人便可对周边环境进行建图与定位、局部路径规划及跟踪,使得消防机器人可以根据周边地形的变化,实时修正自身运动,为实现消防机器人在操作人员视线以外的地形复杂地域执行任务奠定基础。     

基于激光视觉的焊缝特征提取算法研究

随着工业技术的发展,基于视觉传感器的焊缝跟踪得到了广泛应用和快速发展。实现焊缝跟踪,其中最关键的步骤是要实现焊缝的自动识别。基于视觉传感的焊缝识别需要用到图像处理技术,图像处理的复杂性、多样性等特点促使对焊缝的识别成为研究热点。视觉传感器得到的是一段包含焊缝轮廓信息的条纹图像,文中主要针对的是激光条纹中心线及焊缝坡口特征点提取的研究现状进行了论述。     

北斗+物联网技术在地下管线管理中的应用

本文分别介绍了北斗导航定位技术和物联网技术,提出了构建基于北斗定位技术的"地下物联网",突破传感器网络定位与时间同步、地下多协议传感路由器等多项技术难题,实现管道运行监管全面化,促进了地下管线管理的数据化、信息化和智能化。     

智能压力传感器系统设计

随着计算机通信技术的不断突破和革新,传感器信息技术也从过去单一的信息传感功能向着微型智能方向发展。在现代化工业生产过程中,所有电子设备都需要传感器作为系统前端,帮助工业机器人进行精准定位。因此,在现代化工业生产中需要智能化压力传感器构成的信息监控系统。本文详细介绍了智能压力传感器系统的原理,通过分析传感器系统理论从压力传感器的智能功能、相关功能驱动以及传感器硬件等方面对智能压力传感器系统进行了设计。最后,基于压力传感器中的直流电压与差动电容的线性关系综合分析了智能压力传感器的典型仿真实验。     

工业机器人视觉检测系统研究

基于视觉的工业机器人定位抓取技术在现代化工业进程中起到极其重要的作用,本文在定位抓取的基础上研究了云端激光打标系统中与计算机视觉相关的机器人检测系统内容,将国产某型号六自由度工业机器人与视觉引导技术相结合应用于目标正反面区分。该系统经实验验证,能够识别带黑色标记的目标工件并定位抓取,完成了区分工件正反面的规定任务,具有工厂生产的实际意义。     

Autonomous Navigation of Heavy Construction Equipment

Abstract: A John Deere model 690 excavator, mounted on a Standard Manufacturing Company wheeled undercarriage, has been automated for the purpose of autonomously uncovering and removing unexploded buried ordnance. This paper describes the development effort, with emphasis placed on the autonomous navigation of the excavator system. Accurate navigation is required in order to properly position the excavator system so that it can uncover and remove the target buried munition. Autonomous navigation is accomplished by use of an A_* search algorithm for path planning, an inertial navigation system (INS) integrated with a global positioning system (GPS) for vehicle positioning, and proportional control for path-following. Data gathered from eight navigation test runs show that the excavator, on average, can navigate to within 0.67 m of a goal position and to within 0.021 rad of a goal orientation.     

室内智能消防机器人设计与路径规划研究

设计研发了一种室内智能消防机器人,由激光雷达、移动底盘、机械臂、深度相机、热成像深度相机、灭火剂喷头、控制箱等组成。机器人具备遥操作、建图、自主导航、巡检、灭火等功能,通过感知周围环境完成自动导航避障。消防机器人基于火情报警信息,采用改进A*算法进行全局路径规划,并使用动态窗口法（Dynamic Window Approach,DWA）修正局部路径。在移动到火警位置后,机器人使用机械臂调整灭火装置喷嘴,对准火源喷射灭火剂实现灭火。实测结果表明,所设计机器人具备机动灵活、性能稳定等优点,能够有效完成设定灭火任务。     

大直径圆形双壁钢围堰施工定位技术

大直径圆形双壁钢围堰施工过程复杂,定位难,精度控制不易,受设备水平、水文条件、通航影响较大。结合福建省南平市新水东大桥双壁钢围堰项目,采用科学的组织方法,优化施工方案以达到准确定位的目标,为类似的工程提供借鉴。     

基于红外图像的高温点定位跟踪算法研究

提出一种基于红外图像的高温点定位跟踪算法，并将该算法实现于基于FPGA和红外探测器技术的智能消防头盔中，通过红外探测器收集火场温度图像信息，实现火场高温点的定位与跟踪，并通过所获取的高温点位置进行信息共享，以有效提高协同灭火战斗能力，及时高效地扑灭火灾。实验结果表明，基于该算法实现的智能消防头盔能够达到较为良好的高温点定位效果，且在搜寻过程中具有较小的目标偏移距离和较短的目标搜索时间，高温点位置判断的准确率相对较高，能够为灭火指挥与救援战斗提供有效而可信的辅助信息。     

海上地震勘探拖缆定位数据处理系统设计与实现

拖缆定位数据处理系统是海上拖缆地震勘探综合导航系统的核心,为满足拖缆高精度定位应用需求,根据DGPS、RGPS、声学距离、罗经鸟方位角等多种导航定位传感器数据的特点,研究了拖缆高精度定位平差处理算法与处理流程等关键技术,设计了基于滑动窗口的观测数据存储结构和基于国际标准数据格式P2/94的类结构,使用C++语言开发实现了拖缆定位数据处理系统。海试结果表明,该系统的定位精度和性能达到了国际先进海上地震勘探导航定位产品的水平。     

北斗卫星导航系统在工程测量中的研究与应用

北斗卫星导航系统是中国自主发展,独立运行的全球卫星导航系统,目前已经发射了16颗卫星,基本实现了亚太地区的导航定位功能。本文通过实测北斗数据和GPS(美国全球定位系统)数据,分析比较了北斗卫星导航系统单点定位的精度与GPS单点定位的精度。同时,对北斗卫星导航系统和GPS系统组合的单点定位结果进行了分析。结果显示,北斗卫星导航系统的单点定位精度与GPS单点定位精度很接近,而两个系统的组合则显著地提高了可用卫星数量,改善了定位精度,增强了定位的可靠性。     

A comprehensive study on development of a small-sized self-propelled robot for bridge inspection

Application of maintenance to ensure the safety, extend the service life and reduce the life-cycle cost of civil structures is important. In this paper, a new inspection method is proposed using a robot which can effectively approach target sections of structures, such as areas that are either too narrow or too dangerous to approach and perform both visual and detailed inspection with various devices. The small-sized self-propelled robot was initially developed. The test model can freely move on the surfaces of various types of structures. Next, the function to detect the deterioration of concrete or steel surfaces by attached cameras to the robot was examined. Moreover, a function was installed to identify the location of the robot automatically using a phase-only correlation method and to determine structural behaviours using an accelerometer. Finally, the applicability of robotic movement and all installed functions was tested on an existing bridge.     

Automatic guidance of underground mining vehicles using laser sensors

Autonomous guided vehicles are becoming extremely important in the mining industry. The underground environment is unique and complex in that the lighting conditions are poor, the roads are difficult to traverse, and no GPS can accurately receive signals in these areas. This paper analyzes the characteristics of commonly used positioning methods given that ordinary positioning and navigation methods do not work effectively underground. We outline the composition and principles in underground guidance of autonomous vehicles using the laser-based positioning system. This system is unique in that it draws on the premise of barcode theory, which allows for a feasible relative navigation system even without a GPS. Algorithms were developed to provide real-time control for an autonomous guided scraper. In the vehicle experiment, the scraper was able to autonomously move along the simulated laneway, and the trial average range longitudinal error was only 15 cm in a 40-m distance. Hence, this new type of positioning and navigation system can accurately and reliably guide vehicles.     

RFID 3D location sensing algorithms

Effective monitoring of personnel movements, material locations, and construction equipment has always been a topic of concern in construction management. Radio Frequency Identification (RFID) technology has been proven to increase efficiency for staff and materials management. The objective of this study is to develop a Three-Dimensional (3D) location sensing algorithm using RFID technology to analyze the possible location of objects. To achieve this goal, this research first establishes an indoor wireless sensing network to collect Received Signal Strength Indication (RSSI). The distance between the antenna and target tag is calculated based on RSSI. The gradient decent method is then used to calculate the location of the electronic tag. The feasibility of this 3D positioning algorithm is verified using a real case. The experiment proves that the location sensing algorithm established in this study can gradually approach the actual location of the target tag. This research is one of the first studies for 3D location sensing with RFID application in the construction industry. The proposed RFID 3D sensing algorithm can be used to assist construction managers in locating the positions of relevant personnel, equipment, apparatus and materials, enhancing management efficiency and safety.