一种改进的大津法在机器视觉中的应用

应用Canny算子对梯度幅值图像进行模非极大值抑制后,需先确定高低阈值后才能进行边缘提取,而且不同的图像应当采用的阈值也不相同。目前双阈值的大小主要凭借个人经验确定,不具有科学性,从而限制了Canny算子在实际中的应用。为了对Canny算子的这一缺陷加以改进,提出了基于梯度幅度直方图和类内方差最小化原理自适应地求取双阈值的算法对大津法作出改进,理论推导和实验结果证明了该算法的正确性和有效性。     

基于一种蚁群算法的多机器人动态感知任务分配

多机器人系统在具有任务聚集特征的动态感知任务环境下执行搜集任务时,存在着由于任务分配不当而引起的冲突加剧问题.针对这一问题,提出了一种基于排斥信息素型蚁群算法的多机器人任务自主分配方法.进行了未知非结构化环境下的多机器人协作搜集仿真实验.仿真结果表明,采用本文所提方法可以实现多机器人搜集任务的自主分配,有效减少机器人的空间冲突,尤其在机器人数量较多的情况下,更能显示出该方法的优势.     

基于结构特征的汉字识别

提出一种基于文字结构特征的神经网络手写汉字识别策略，根据所提取的文字笔画方向、基本轮廓和交叉点等特征，采用基于自组织神经网络的模式聚类该方法完成正规手写文字的识别。该方法提取的笔画轮廓十分准确有效，对手写汉字的约束少，可识别的汉字数量大，在仿真实验中有效地识别了绝大多数手写汉字。     

基于改进遗传算法的两轮自平衡机器人能量优化策略

为有效使用有限的电池容量,延长机器人运行时间,针对机器人能量消耗问题,建立了两轮自平衡机器人的动力学模型和能耗模型。由于能量函数具有指数形式,很难获得解析解最小化能耗函数。因此提出基于改进遗传算法的分步渐进优化策略。通过全局寻优的方式对机器人的运动速度和能量消耗进行优化,解决了能耗最小化问题。通过仿真验证了算法的有效性和实时性。     

六足步行机器人仿生机制研究

从机械结构、运动模式和步态控制3个方面,对六足步行机器人的仿生机制进行了分析。提出一种灵活度评价函数,基于该函数对六足机器人的结构参数进行了优化;推导了步态模式与步行速度关系的数学表达;构建了分布式局部规则网络,可自适应地调整错乱的腿间相序,生成静态稳定的自由步态。仿真实验验证了上述仿生机制的有效性。     

基于适应性虚拟向导的遥操作机器人系统

为了克服遥操作系统中网络时延的影响,采用Java3D技术建立一种基于虚拟向导的遥操作机器人虚拟环境.针对机器人执行任务时自由空间及障碍物的不同,提出了自动、半自动及手动三种控制模式,并建立了“手爪导向球”、“路径点导向向导”、“同步影像向导”多种适应性虚拟向导,辅助操作者引导手爪运动,从而提高了系统的操作效率及安全性.通过对典型操作实例的分析,验证了该方法的有效性.     

摄像机标定及恢复目标点世界坐标的一种方法

实现了利用径向排列约束(RAC)的摄像机标定算法,成功标定单目摄像机的内部参数和外部参数.算法利用了成像过程中的RAC分解摄像机参数,提出了带有一阶径向畸变的摄像机模型,利用合理组织的求解次序使得每一步参数的求解都只须求解线性方程组.在此基础上提出了一种恢复目标物体在世界坐标系中的三维坐标的方法,为实现对目标物体位置的快速判断和跟踪提供了有力的前提.     

超冗余全方位移动操作臂的逆运动学求解

针对超冗余度机器人的运动学逆解求解快速性与优化性难以兼顾的问题,对于一类9自由度超冗余全方位移动操作臂,提出一种关节等效和局部优化相结合的逆运动学求解方法.分析系统结构特点,在位姿分离的基础上对不同自由度合理分组.根据手爪的抓取姿态求得腕点位置,并以关节角运动幅度最小为目标函数,将决定腕点高度的两个关节的优化求解转化为二元函数的条件极值问题,在快速准确求解的同时有效利用了系统的冗余特性.仿真实验表明,该方法能够兼顾实时性、准确性和优化性的要求.     

小型双足步行机器人的研制

针对小型双足步行机器人具有体积小、行走稳定性强等特点,文中首先根据人体功能学的要求设计了小型双足步行机器人本体结构,确定其尺寸与自由度配置。然后采用时间片分割和脉宽递增的方法,实现了17个舵机的独立控制以及舵机的多级速度控制。最后,针对所研制的小型仿人机器人结构特点,基于几何约束的规划方法,采用行走姿态的变时间间隔插值优化的步态规划法,实现了仿人机器人静态行走固化步态。     

基于Internet多机器人遥操作系统的研究

网络时延严重影响了基于Internet的多操作者多机器人(MOMR)遥操作的操作性能,不仅能造成系统的同步性和稳定性降低,还会影响到遥操作机器人之间协调运动的安全性和灵活性.基于共享控制的思想,设计一个多层次的体系结构,合理地利用人的智能干预与机器的局部自主能力,解决网络时延给MOMR遥操作系统带来的问题.通过搭建实验系统实现了基于共享控制的控制策略,并通过实验验证了此控制策略的合理性.