基于可拓控制的机器人路径规划方法研究

移动机器人路径规划是移动机器人路径导航中的一个重要课题.文章把可拓学物元理论成功应用到移动机器人路径规划中,设计了基于可拓控制的避障控制器,并给出了仿真结果.     

基于神经网络的机器人的逆运动学分析

文章提出了基于BP神经网络算法的机器人逆运动学的求解方法,给出了基于神经网络的机器人逆运动学求解的具体步骤和设计神经网络的相关注意事项.通过时KLD-600六自由度机器人仿真表明该算法简单可靠.     

移动机器人可拓控制器的设计

路径规划技术是移动机器人研究领域的关键技术之一,是移动机器人完成任务的安全保障.针对在环境障碍物信息未知的情况下移动机器人的路径规划问题,将可拓学理论与机器人路径规划结合,建立了机器人物元模型,分析了其可拓性在不同的环境下的应用,并结合机器人全局与局部路径规划方法的特点,设计了基于可拓控制的路径规划控制器,仿真结果证明了该方法的可靠性和有效性.     

激光雷达和视觉技术的机器人移动位置跟踪系统

以提升机器人位置跟踪精度为目的,设计激光雷达和视觉技术的机器人移动位置跟踪系统。该系统利用激光雷达传感器、方向传感器、里程计获取机器人位置距离信息、方向信息和移动里程信息后,利用MC9S12XS128微控芯片连接RS232通讯接口,将该信息传输到ARM嵌入式处理器内;用户通过与Ubuntu/Debian,操作系统环境人机接口相连的LCD显示屏,调用ARM嵌入式处理器内机器人位置距离、方向等信息后,通过启动位置跟踪单元内的基于类圆弧机器人识别的自适应位置跟踪算法程序,实现器人移动位置跟踪,并利用基于视觉技术的地图生成单元,生成机器人运行位置环境地图。实验结果表明：该系统跟踪机器人位置反馈时间最短仅为12 s,具备较好的实时性;在跟踪机器人简单移动位置和复杂移动位置时的跟踪线路与实现线路几乎重合,具备较强的机器人位置跟踪能力。     

基于Transformer的实时语义分割网络及应用北大核心CSCD

为提升机器人对电缆隧道场景的环境感知能力,提出了一种适用于电缆隧道场景的实时语义分割网络。使用Transformer结构提取图像全局语义信息,同时使用卷积神经网络捕获图像局部细节信息,将二者结合增强图像分割精度。同时,针对机器人以及隧道特点,将语义分割结果转化为机器人前方目标信息以及机器人偏离情况信息,辅助机器人导航避障。实验结果表明,所提出的网络在公共数据集Cityscapes、CamVid上平均交叉联合度量分别为77.2%、76.8%,相比BiSeNet分别提高了8.8%、8.1%,并能较好地适应于实际电缆隧道环境中,提供有效的场景感知信息,实现自主避障。     

调度自动化机房机器人的巡检系统设计

研究了调度自动化机房机器人的一种巡检系统,主要内容有现场巡视机器人、监控中心终端以及监控中心 操作系统.将监控中心客户端安装于监控中心终端,而监控中心终端与机房巡视机器人采用无线连接.     

输电线路带电作业机器人的电磁分析与防护设计

输电线路带电作业机器人的应用是提高输电线路检修效率、降低人工作业事故发生率、建设智能电网的有效途径。机器人工作时处于高强度电磁场环境中,且控制箱内有许多电磁敏感元件,极易被电磁环境影响。目前的电磁防护以定性的经验设计为主,在复杂电磁环境下的定量分析是现阶段的研究重点。为了实现机器人带电作业的安全,文中选择加装引流棒实现机器人等电位作业,对机器人到达作业位置附近时,导线及机器人机械臂附近电场分布随机器人位置的变化规律进行分析,对机器人平台的设计与工作姿态提出了建议。为了实现对机器人控制箱的电磁防护,对影响控制箱机箱电磁屏蔽性能的各因素开展仿真分析,提出机箱采用双层屏蔽,孔洞开在背离辐射源的箱体面上,使用多个小直径的圆孔替代大孔洞等方式来提高机箱的屏蔽效果。该工作为带电作业机器人的电磁分析与防护设计提供了依据,并为机器人正常工作提供了稳固保障。     

工业机器人的定位系统设计

为了使工业机器人能快速准确地对不同形状、不同高度的工件进行识别、定位、抓取和装配,采用PLC、智能相机、生产线和工业机器人搭建了基于机器视觉的工业机器人定位装配系统。利用智能相机多特征视觉定位方法,编写程序实现工业机器人对随机放置的不同形状、不同高度的工件进行识别、定位和抓取,并通过设计二次定位机构,实现对工件的精确装配。实验测试结果表明,该系统定位准确可靠,精度满足社会生产需要,具有重要的现实意义。     

基于BSRGAN的集气站仪表读数识别

为解决集气站的巡检机器人采集到的仪表图像分辨率低、常伴有噪点和仪表图像畸变、不便于读数算法直接应用等问题,提出了一种基于盲超分辨率生成对抗网络(BSRGAN)的仪表读数算法。首先,利用BSRGAN提高输入仪表图像的分辨率,较传统方法能够显著增强仪表图像的视觉感知水平。自然图像质量评估(NIQE)在测试集中表现较好,结构相似性指数(SSIM)值均大于0.85。利用尺度不变特征变换(SIFT)算法对重建图像进行特征提取。特征点数量在重建后显著增加,有助于表盘图像的校正。然后,采用连通域划分和指针细化等形态学操作提取指针中心线。最后,利用角度法识别表盘读数。试验读数结果与真实值的平均相对误差为0.625%。试验结果表明,所提算法可行、有效、精准,能够提高仪表图像清晰度和视觉感知,适用于集气站及其他复杂环境的仪表读数。     

变长度柔性双足机器人行走控制及稳定性分析

针对传统双足机器人模型缺少脚质量和躯干的问题,提出考虑摆动腿动态及躯干影响的柔性双足机器人模型,并对其行走控制及稳定性进行研究。首先,建立系统的动力学模型并采用欧拉-拉格朗日法推导了系统的动力学方程;同时,在弹簧负载倒立摆（SLIP）模型的基础上添加刚性躯干、脚质量及采用变长度伸缩腿,充分考虑躯干及摆动腿动力学对机器人行走步态的影响;其次,设计基于变长度腿的反馈线性化控制器来跟踪目标轨迹,以及调节摆动腿和躯干的姿态;最后,利用Newton-Raphson迭代法和庞加莱映射分析机器人的不动点及轨道稳定性条件,并在理论分析的基础上进行仿真。仿真结果表明,所提控制器可以实现机器人的周期行走,对外界干扰具有良好的鲁棒性,且雅可比矩阵所有特征值的模均小于1,能形成稳定的极限环,证明系统是轨道稳定的。