双目主动视觉监测平台设计

为解决并联机器人的盲工作状态,提高并联机器人的运动精度,提出了一种双目主动视觉监测平台。基于虚拟样机设计方法构建了视觉监测平台的装配体模型,并应用COSMOSMotion进行了运动仿真。基于网格划分方法,对视觉监测平台中的关键运动部件进行了有限元分析,保证了样机设计的可靠性。最后,研制了双目主动视觉监测平台样机,并对该样机进行了标定,确定了样机的结构参数和性能参数。     

并联机器人双目主动视觉目标定位的研究

为解决并联机器人"盲"工作状态,提高并联机器人的运动精度,构建了一种对并联机器人工作空间监测的双目主动视觉监测平台,并在双目主动视觉监测平台上给出了一种视觉空间目标定位算法.该算法分别研究了两个摄像机光轴在同-平面和不同平面时的空间目标定位问题.     

视觉引导下的自主式捡球机器人多目标路径规划算法

文章首先简要描述了捡球机器人路径规划的目的、视觉处理的工作特点,分析了自主式捡球机器人设计时所面临的问题,然后结合滚动窗口理论提出了一种基于视觉传感器的自主式移动机器人多目标路径规划算法。该算法有效地减少了移动捡球机器人执行任务的时间,提高了其捡球效率。     

多传感器信息融合的移动机器人定位算法研究

为有效降低使用单一传感器进行移动机器人定位时的不确定误差,提高机器人定位与建图的准确性和鲁棒性,提出了一种多传感器信息融合的移动机器人定位算法。基于激光RBPF-SLAM算法实现机器人同时定位与路标地图构建,运用图优化理论约束优化蒙特卡洛定位的位姿估计结果;通过双目视觉重建环境的三维点特征,针对视觉信息处理计算量大、跟踪精度不高的问题,研究改进基于ORB的特征点提取与四边形闭环匹配算法;利用因子图模型对激光RBPF-SLAM定位和双目视觉定位进行最大后验概率准则下的信息融合。仿真和实验结果表明通过上述方法可以得到比传统RBPF-SLAM算法及一般改进算法更高的定位精度,验证了所提方法的有效性和实用性。     

复杂室内环境下的单一Kinect导盲系统

针对现有导盲设备存在的检测效果差,系统复杂,不便携带等问题,开发了基于单一Kinect传感器的导盲系统。该系统能够同时检测地面和头部之间的所有障碍物,并将准确的路况信息通过语音传递给用户,以实现导盲作用。该系统运用深度图像翻转算法和障碍物识别算法来识别地面障碍物、地面坑洞、悬空障碍物3种类型的障碍物;同时运用深度图像过滤算法和障碍物距离计算算法来确定有效范围内障碍物的位置。设计制作了导盲试验样机,在复杂室内环境多个场景下对障碍物的识别和检测进行了实验测定。实验结果表明:该导盲系统能够在一定范围内较为准确地识别面积大于10-3 m2的障碍物及高度差超过0.02m的坑洞,经过图像过滤可将用户身高以内,宽度1m内的障碍物的最佳避障路线通过语音传递给用户,满足了导盲需求。该系统的应用不仅对导盲具有重要作用,对机器人自主行走也有参考意义。     

多传感器信息融合的移动机器人定位算法研究（英文）

为有效降低使用单一传感器进行移动机器人定位时的不确定误差,提高机器人定位与建图的准确性和鲁棒性,提出了一种多传感器信息融合的移动机器人定位算法。基于激光RBPF-SLAM算法实现机器人同时定位与路标地图构建,运用图优化理论约束优化蒙特卡洛定位的位姿估计结果;通过双目视觉重建环境的三维点特征,针对视觉信息处理计算量大、跟踪精度不高的问题,研究改进基于ORB的特征点提取与四边形闭环匹配算法;利用因子图模型对激光RBPF-SLAM定位和双目视觉定位进行最大后验概率准则下的信息融合。仿真和实验结果表明通过上述方法可以得到比传统RBPF-SLAM算法及一般改进算法更高的定位精度,验证了所提方法的有效性和实用性。     

惯导/双目视觉位姿估计算法研究

无人飞行器自主导航系统作为无人机自主控制的核心,是制约无人机性能提升的关键因素.传统的惯导/GPS组合导航系统受其自主性、稳定性等限制无法满足无人机导航需求.在分析视觉导航特性的基础上,针对无人飞行器复杂运动特性,设计了基于非线性尺度空间的双目视觉三维位姿估计算法.在此基础上,针对双目视觉导航存在的位姿估计误差累积问题,提出了基于惯导/视觉融合的无人飞行器位置和姿态估计算法,利用卡尔曼滤波实现惯导与视觉信息的融合.通过仿真验证和实际跑车验证结果表明,提出的双目视觉位姿估计算法相比SIFT算法能够有效提高视觉图像特征检测准确度,惯导/视觉组合算法能够有效提高位姿估计精度,组合定位精度优于2.5m.     

基于模糊控制导盲机器人控制方法

导盲机器人作为服务机器人中的一种代表性产品,集合了先进的机械设计和控制理论.本文首先概述性的介绍了导盲机器人的机械结构,然后重点介绍了基于模糊控制的导盲机器人的控制方法.在认真分析导盲机器人在避障过程中可能遇到的各种障碍的基础上设计了控制算法流程图,并用VC 编写了仿真软件对算法进行了可行性分析.为导盲机器人控制系统的开发打下了良好的基础.     

三维模型驱动的双目视觉机器人焊接技术

面向航天器管路多品种小批量交叉作业的生产模式,针对其接口关系复杂、焊接质量要求高等难点,设计一种基于三维模型驱动的双目视觉机器人焊接方法.通过提取多分支管路三维模型的焊缝坐标信息,结合机器人离线编程技术实现焊接机器人轨迹规划;采用双目立体视觉相机,开发了焊缝管子边缘识别算法和管道姿态计算方法,实现了管路的空间精确定位,通过焊接试验验证了该方法的有效性.     

机器人双目图像采集系统设计研究

针对机器人FPGA双目图像采集及ARM图像处理结构,为了给ARM微处理器的图像算法及匹配模块提供良好视频源,提出一种基于FPGA的双CMOS新型机器人立体图像采集系统。该系统使用FPGA处理两只CMOS视觉传感器芯片图像数据,并提供软排线接口至微处理器。硬件上显著减少了各种干扰降低误差来源,软件上可采用点同步的方式达到更精确的同步控制,集成度高、同步性好、实用性强。对此重点完成了FPGA双目图像采集系统的硬件设计及其初始化、模块化、单传感器图像采集及TFT LCD屏显示。     

草莓采摘机器人的草莓定位算法研究

本文对该草莓采摘机器人的采摘定位算法进行了研究。通过对双目视觉草莓定位算法进行研究分析,提出基于单目视觉与测距传感器相结合的草莓定位算法,并且对草莓定位的误差进行对比分析。实验表明,该方法对草莓的识别率可以达到95%以上,对草莓的定位误差在10mm以内。     

基于神经网络的双目视觉传感器建模

根据双目视觉传感器的工作原理 ,分析了影响测量精度的因素 ,表明双目视觉传感器的物体空间坐标与图像坐标之间存在复杂的非线性映射关系 ,其数学模型无法用解析式精确地加以描述。因此 ,提出一种基于神经网络的双目视觉传感器建模方法。数值实验表明 ,该方法简便易行 ,建立的模型有较高的精度     

基于神经网络的双目视觉传感器建模

根据双目视觉传感器的工作原理,分析了影响测量精度的因素,表明双目视觉传感器的物体空间坐标与图像坐标之间存在复杂的非线性映射关系,其数学模型无法用解析式精确地加以描述.因此,提出一种基于神经网络的双目视觉传感器建模方法.数值实验表明,该方法简便易行,建立的模型有较高的精度.     

基于神经网络的双目视觉传感器建模

根据双目视觉传感器的工作原理,分析了影响测量精度的因素,表明双目视觉传感器的物体空间坐标与图像坐标之间存在复杂的非线性映射关系,其数学模型无法用解析式精确地加以描述.因此,提出一种基于神经网络的双目视觉传感器建模方法.数值实验表明,该方法简便易行,建立的模型有较高的精度.     

家庭服务机器人定位系统研究

解决家庭服务机器人的定位问题是机器人能顺利完成其他家庭生活任务的基础。设计了基于ZIGBEE、RGBD视觉传感器和二维码三种定位的方法,针对这三种定位方法的定位精度最终选择以二维码作为家庭服务机器人的定位方法的基础,提出一种结合视觉传感器的家庭服务机器人定位算法。该算法通过在世界坐标系中以二维码为绝对坐标系坐标建立家庭服务机器人的相对坐标,从而计算出家庭服务机器人在绝对坐标系中的坐标。验数据表明,结合视觉传感器的二维码定位算法,全局定位精度可达到16mm,很好的解决了家庭服务机器人的室内定位问题。     

AS-R移动机器人基于双目视觉的动态避障

针对移动机器人的动态避障问题,以AS-R移动机器人为平台,设计了一种基于双目视觉的动态避障方法。从双目视觉系统出发,介绍了AS-R机器人的视觉系统,研究了AS-R机器人的运动原理,探讨了图像信息处理的过程;最后设计了两种简单环境下机器人的动态避障,并验证了所提方法的有效性。     

悬臂式掘进机自主定位导航技术研究与试验

针对煤矿综掘工作面悬臂式掘进机定位系统存在的定位误差大、定位方式单一问题,在介绍悬臂式掘进机定位需求的基础上,分析基于双目视觉、捷联惯导融合的掘进机自主定位方案.在实验室搭建试验平台,完成基于双目视觉的位姿试验、基于捷联惯导的导航试验、基于双目视觉/捷联惯导融合的定位试验.结果表明:采用融合定位方案后,能够有效抑制掘进...     

一种基于磁钉和惯导系统的机器人导航控制算法

智能移动机器人能够通过传感器感知环境和自身状态。针对移动机器人变电站巡检的需求,提出了一种基于磁传感器、低精度惯导系统、编码器的机器人导航控制方法。为了校准惯导系统和编码器的积累误差,并标记机器人移动路径,在路径上每隔一段距离设置一个磁钉。在两个磁钉之间根据惯导系统提供的航向控制机器人直行。在磁钉位置,机器人根据磁钉信息校准惯导航向误差及机器人位置误差,并调整机器人航向。该算法所用传感器成本较低,算法简单易行,在工程上易于实现,提高了变电站巡检机器人导航的实时性和定位精度。     

排爆机器人双目立体视觉系统设计

双自立体视觉是计算机视觉的一个重要分支,双目立体视觉直接模拟人类双眼处理景物的方式,可靠简便,在许多领域均极具应用价值,例如在机器人视觉系统中的应用.本文基于排爆机器人的应用,详细描述了排爆机器人双目立体视觉系统的设计与实现,由双目立体视觉系统根据目标物的二维图像计算出目标物的三维坐标.实验表明该系统能提高排爆机器人智能性与易操作性,大大提高了机械人的定位精度.     

基于双目视觉的振动测量及控制

针对柔性板的低频振动问题,研究了一种基于双目视觉测量其低频振动和反馈的控制方法。采用视觉传感器采集柔性板振动过程中的图像序列,通过图像处理的方法分析图像序列,从而得到柔性板的振动信息。以此信息作为控制反馈信号,采用最小控制合成算法(minimal control synthesis,简称MCS)抑制柔性板的振动。在相同的条件下,比较MCS算法和比例微分(proportion differentiation,简称PD)算法的控制效果。实验结果验证了基于双目视觉测量和MCS算法的可行性,且MCS算法的控制效果要优于PD算法。