一种基于CPLD的巡线机器人手臂定位控制系统设计

在讨论电力线巡线常用的设备和方法基础上，分析了巡线机器人的结构、检测系统及运动行为规划。根据控制对象的时序要求，抽象出控制系统的行为描述，设计了具有状态及保护、定位功能的有限状态机，最后由可编程逻辑器件加以实现。首次将有限状态机应用在巡线机器人控制系统上，改进了软件设计为主的设计方法。实验室110kV模拟线路上的实验结果表明：该系统很好地实现了机器人运动关节的控制及系统的定位保护功能，响应速度快，可靠性高。     

输电线路障碍物的自动识别系统

提出了实验室环境下输电线路上障碍物的重要特征,并基于这些特征设计了一套障碍物自动识别系统。实验表明,该识别系统能在复杂背景及不均匀光照情况下较准确可靠地识别出不同障碍物,为输电线路自动巡检机器人提供必要的环境信息,实现机器人在实验室输电线路上的自主行走。     

基于存在概率图的圆检测方法

提出了一种基于存在概率图的圆检测方法,将图像边缘点共圆结构信息变换为圆存在概率图中的峰值,再通过峰值检测确定圆的参数。该方法能有效地检出边缘不清晰、不完整的圆形轮廓,具有占用内存少,阈值物理意义明确的特点,较好地解决了标准HT圆检测方法中占用内存空间大,计算效率低的问题。实验结果表明圆存在概率图具有较强的稳定性和分辨能力。     

一种适用于煤矿安全监控系统的CAN总线应用层通讯协议

针对煤矿安全监控系统中的CAN总线通讯,提出了一种适用于该系统的应用层通讯协议。通过对CAN2.0B帧结构的分析,根据监控系统的通讯要求对扩展帧的报文标识符的各位进行了定义,用来存放通讯中的控制信息,而8字节长度的数据场可以全部用来存放通讯数据,进而提高了通讯效率。基于管道技术设计了支持多线程通讯的应用层通讯协议,实现了监控系统中的命令和数据并行传输。基于帧号和位图进行数据包的拆分与重组,解决了由于CAN总线本身的短帧结构所造成的大数据量传输困难的问题。最后对通讯过程中的控制协议及其帧格式的构成进行了简要的阐述。     

基于三维激光雷达的无人机场景建模

随着无人机应用领域的不断扩大,无人机对周围环境感知的需求逐渐加大,激光雷达技术的应用成为无人机研究领域的重要发展趋势。为解决无人机在飞行过程中周围环境复杂导致现场定位信号较差的问题,基于三维激光雷达,结合大疆无人机的Onboard SDK技术,设计机载激光点云采集系统以及激光点云处理算法。为了降低激光采集系统的操作难度,设计避障算法,在飞行既定路线的同时结合激光点云进行避障飞行。利用激光点云SLAM算法,实现了无人机对周围环境的三维建模,以达到无人机对周围环境感知的目的,并通过实际测试验证了所提方法的有效性。     

基于PSO非均匀样条插值的混合结构柔性臂抑振轨迹规划

柔性臂广泛应用于核工业、建筑业、太空探索等领域,但由于自身刚度低、大挠度、低阻尼等特点,其末端易产生振动且难以在短时间内消除.对此,研究一种具有一个旋转关节和一个伸缩关节的混合结构柔性臂的抑振轨迹规划方法.通过对其结构分解和刚柔部分分解,建立动力学和运动学模型.为了提高算法效率,引入权重因子,构造映射函数,选取非均匀插值点,采用粒子群算法(PSO)优化插值点位置增量,利用3次样条插值拟合优化后的轨迹函数.最后,通过设计混合柔性臂的控制系统,验证所提出抑振轨迹规划方法的有效性.     

基于TMS320F28335的感应加热数字锁相环的设计

在感应加热过程中,由于温度等因素的变化,负载固有频率会发生变化,从而导致系统有功功率下降,加热效果降低。为提高加热效率,提出了一种基于DSP TMS320F28335的数字锁相环方案。采用迟滞电压比较器、DSP内部捕捉单元、PWM调制单元组成的数字锁相环系统,实现了负载电流与负载电压的相位同步。结果表明,此方法跟踪速度快,精度高,抗干扰性强,确保了感应加热系统的可靠性与高效性。     

基于DSP的视觉传感器的开发及其在焊缝自动跟踪机器人上的应用

近年来视觉传感器在工业自动化和机器人导航领域得到越来越多的应用。本文提出了一种基于DSP微处理器的视觉传感器的设计与实现。视觉传感器采集环境图像并在DSP内核处理器执行图像处理算法，得到决策结果后直接输出给控制系统执行，从而避免了传输大量图像数据所需要的高带宽通讯通道的使用。开发的视觉传感器具有体积小、实时性能好、可扩展性强等特点，并且提供了常用的图像处理软件支持包。文中对系统的软件和硬件开发进行了详细阐述，最后在焊缝自动跟踪平台上的应用验证了传感器的实际整体性能可满足实际应用的需要。关于视觉传感器的下一步工作在最后进行了讨论。     

CDMA无线通信在远程监控系统的应用

针对海上石油平台油井压力的实时监控,本文设计了基于CDMA无线通信的远程监控系统,提出了一个可以实现服务器和采集器之间1～N通信的协议,协议通过定时测试连接状态的方法减少了网络不稳定性对系统产生的影响,利用目标采集器的独有的名称而不是其动态的IP地址来识别目标,并且实现了差错控制。对协议性能的分析和现场实验都表明该系统达到了监控系统所要求的实时性和低误码率。     

架空电力线路巡线机器人的研究综述

回顾了国内外架空电力线路巡线机器人的研究现状 ,分析了几种巡线机器人的结构特点及存在的问题 ,详细探讨了巡线机器人避障、工作电源及线路故障探测等关键技术 .最后 ,展望了架空线路巡线机器人的发展趋势和应用前景 .