无外部传感器的机器人碰撞检测

为了保证机器人在交互过程中的安全性,同时提高碰撞检测的性价比和降低系统复杂性,本文在无需外部传感器(sensorless)的情况下,通过检测机器人各关节电机电流间接实现机器人与环境之间的碰撞检测.提出了一种机器人碰撞力计算模型,并给出了模型所用的通用6R机器人雅克比矩阵的求解方法.针对直接通过碰撞力检测碰撞会引入加速度噪音干扰的问题,提出了基于机器人能量变化机理的碰撞检测算子,该碰撞检测算子不需要计算加速度,只需要关节扭矩、位置和速度即可计算,但该算子不能应用于机器人速度为0的情况.本文在REBot-V-6R-650实验平台上进行了碰撞实验,实验结果表明,该碰撞检测方法可以安全有效地检测出碰撞,即在造成伤害之前就能检测出碰撞.     

直放站监控管理软件设计

直放站是移动通讯网络的重要组成部分．本文主要讨论了直放站监控管理中心的硬件结构、软件总体框架以及数据的编解码规则等，并给出了Delphi编程的部分实例。     

熔体温度与Sr变质对Al-20Si合金中Si相的影响

研究了熔体温度处理工艺(包括熔体混合及熔体过热处理)与Sr变质对Al-20Si合金中Si相形态的影响.结果表明,在试验条件下,单纯Sr变质对Al-20Si中的初晶Si细化作用较弱,对共晶Si变质效果不明显.经Sr变质的Al-10Si低温熔体与高温Al-30Si熔体按1∶1混合后,Al-20Si熔体中的形核核心数量增加,初晶Si明显细化;在熔体混合的基础上,对熔体进行过热处理,当熔体温度过热至1 000℃时,初晶Si平均尺寸可细化至14 μm,共晶Si也由未变质前的长针状变为短纤维状.     

一种新型机器人仿生皮肤的设计

针对现有的大多数机器人触觉传感器矩阵结构复杂、不适合大面积使用等缺点,提出一种新型机器人仿生皮肤触觉传感器的设计.该仿生皮肤由导电纤维网络、绝缘格点、硅橡胶绝缘层及6条引出线等组成,根据电阻分压原理获取外力作用位置信息,根据电容变化原理间接测量外力的大小,无需额外的力检测元件.实验结果表明,本触觉传感器具备力与位置测量功能,同时能够降低矩阵网络布线复杂度,可作为机器人全身服装使用.     

基于虚拟力场的移动机器人避障方法

提出了用虚拟力场方法来实现移动机器人的避障。此方法采用确定栅格描述障碍物，具有简易、直观的特点。它使机器人在移动过程中能够检测到未知的障碍物并避开它，实现机器人朝着目标点移动。实验结果表明，用这种方法可以达到避障的效果，但机器人受到干扰时容易出现运动不稳定现象。     

基于动量偏差观测器的机器人碰撞检测算法

针对机器人易与进入其工作空间的人或物体发生碰撞的问题,提出一种基于广义动量偏差观测器的碰撞检测方法来提高机器人的安全性。根据机械手广义动量与外力矩之间具有解耦性的特点,该检测算法设计了动量偏差观测器来间接获取碰撞力,并通过性能调整函数进一步改进观测器动态响应特性,进而判定碰撞是否发生。该碰撞检测算法无需外加传感器,也无需计算或检测加速度信息,可以有效避免加减速过程对碰撞检测的影响,只需检测机器人关节电机的驱动电流及编码器反馈的位置信息,即可实现碰撞实时检测。仿真和实验表明,该算法在实时性方面达到了预期要求,加减速过程对碰撞检测的扰动很小,而且能提供碰撞发生的大致位置和方向信息,对进一步的安全控制具有重要意义。     

LED隧道照明自动调光系统的设计

为降低隧道照明消耗的大量电力,充分挖掘和利用LED(发光二极管)光源在隧道照明中的优势,以大功率白光LED照明光源为基础,提出了一套隧道照明实现亮度自动调节的解决方案。该方案采用基于RS485总线的闭环回路通信架构,能够自动生成灯节点地址编码,实现每一灯节点的独立256级灰(亮)度控制;采用光敏元件检测洞外亮度作为调节隧道内灯具输出功率的依据;系统采用GPRS无线通信方法,实现调光控制数据、故障报警的远程传输和监控。经过实验室模型验证和实际隧道的测试,说明本设计方案是可行的,同时也大幅提高了隧道照明安全、舒适的效果,节省了能源,有推广价值。     

基于YCbCr颜色空间的火焰图像分割方法

视频火焰检测对消防安全具有重要的实际意义.火焰颜色信息在视频火灾检测中起着举足轻重的作用,众多学者提出了基于不同颜色空间的多种火焰颜色检测算法.针对目前视频火焰颜色检测算法检测率低、误检率高、适应性差等不足,提出基于颜色空间的火焰图像分割方法.通过研究火焰图像在颜色空间上的分布情况,分析火焰像素对应的Y,Cb和Cr分量...     

机器人带未知负载条件下的碰撞检测算法

未知负载会增大机器人模型误差,对碰撞检测产生严重干扰,甚至导致算法失效.为此,本文提出了一种适用于机器人带负载工作情况的碰撞检测算法.首先,基于机器人广义动量设计具有带通滤波特性的新型力矩观测器,通过对机器人动力学频域特性进行分析,得到机器人动力学模型与关节运行速度对应的最大频率阈值,确定带通力矩观测器的参数.然后,利用带通力矩观测器对关节力矩信号进行滤波,提高碰撞检测算法对机器人模型误差的容忍度.最后,通过人与机器人交互实验进一步验证了该碰撞检测算法的有效性.实验结果表明,该算法与已有的算法相比具有更好的鲁棒性,可满足机器人带未知负载0～2 kg的工作需求.     

自主吸尘机器人的一种避障算法

本文针对自主吸尘机器人结构与功能的具体情况，分析讨论了机器人绕避障碍物的算法。此算法可以使机器人绕过障碍物后仍能按原路线的延长线继续前进，这就保证了机器人行走路径的规则性和吸尘的高效性。