类人足球机器人彩色目标识别与头部视觉跟踪

为了在机器人足球比赛中能够快速准确地跟踪运动目标,提出了一种颜色识别与头部视觉跟踪相结合的方法.利用HSV色彩空间颜色阈值的判别和种子点区域生长的填充算法识别物体,计算物体质心并判断其位置,然后通过舵机控制机器人头部的转动跟踪目标.实验结果表明,该方法具有较高的跟踪速度与准确性.     

多传感器多机动目标跟踪的CPHD滤波算法

针对单传感器在多机动目标跟踪系统中不能很好地处理目标数目变化与突发机动的问题,提出了多传感器多机动目标跟踪的概率假设密度滤波算法.以CPHD滤波算法为理论基础,同时递推概率假设密度(PHD)函数和基数分布,避免了多目标多传感器的数据关联问题.结合自适应当前统计模型,选择3个雷达作为跟踪目标的传感器,相比于单传感器降低了信息的模糊度,提高了可信度.仿真结果比较表明了多传感器CPHD滤波算法在多目标跟踪方面的性能优势.     

基于Mask R-CNN的多目标跟踪算法

针对目前多目标跟踪算法在面对目标频繁遮挡时跟踪效果较差的问题, 提出采用Mask R-CNN作为检测器, 根据检测结果利用Kalman滤波器预测下帧图像中跟踪目标的位置, 用改进匈牙利算法进行数据关联, 并利用轨迹修正方案应对轨迹中断问题. 将该算法在MOT16数据集的各测试集上进行实验, 实验结果表明, 该算法目标跟踪准确率为55.1%, 且针对目标被遮挡问题效果较好.     

基于多级信息融合的视频目标跟踪

在多摄像机视频监控的框架下,基于信息融合技术策略,提出了一种用于移动目标跟踪的多级信息融合方法.对于每个单一摄像机采用多特征融合粒子滤波跟踪算法,该算法将目标颜色和边缘方向特征同时作为测量特征,并通过随机融合机制融合特征权重,得出最佳目标位置估计.在此基础上,将多个摄像机的跟踪结果相融合,融合方法主要是通过位置、大小和颜色匹配概率的联合进行目标之间的匹配度测量,并基于信任度级别及权重融合目标跟踪特征.仿真实验证明本方法能够有效消除目标跟踪过程中的重叠区域遮挡问题,在提高目标跟踪精度的同时,充分发挥了多摄像机多信息融合的优势,较好地描述了跟踪目标的状态.     

基于ArcGIS的农用机器人定位及路径跟踪

为了实时获取农用机器人在农田中的精确位置,并跟踪其运行路径,设计了基于ArcGIS的农用机器人定位及路径跟踪系统。利用3G网络实现机器人与服务器之间的通信,运用ArcGIS Engine组件处理空间数据、显示机器人的运行路径,并存储机器人在运行过程中的位置信息。系统采用Visual C#.NET编程实现,实验结果证明本系统精确可靠。     

一种尺度和旋转自适应的目标跟踪算法

为了解决目标跟踪中的尺度和旋转问题,提出一种基于尺度不变特征变换(SIFT)和均值漂移的目标跟踪算法.该算法首先检测模板区域和目标区域在尺度空间中的极值点,然后通过拟合三维二次函数精确定位特征点的位置和尺度,接着对目标区域和模板区域的特征点进行匹配,并根据相邻帧之间尺度和角度的连续性,去除误匹配,最后利用正确匹配的特征点中的尺度和角度信息,计算被跟踪目标的尺度和旋转角度.研究结果表明:当被跟踪目标的角度和尺度发生变化时,该算法皆具有较好的跟踪效果.     

基于改进“当前”统计模型和AKF的机动目标跟踪

采用"当前"统计模型设计Kalman滤波算法,实现对机动目标的自适应跟踪;并针对"当前"统计模型对机动目标跟踪中存在的缺陷,提出改进的"当前"统计模型,根据滤波估计值对最大加速度进行自适应调整,使得系统噪声方差随着目标运动情况自适应变化;此算法在没有增加任何计算量的基础上有效提高了机动目标的跟踪性能.通过对实际交通视频的仿真实验验证了算法的有效性.     

基于船舶自动识别系统信息的目标跟踪

探讨了基于目标船舶舶自动识别系统播发的信息，采用目标船的呼号，船名和海上移动业务识别码的三参数静态信息，以及通过建立被跟踪目标的跟踪信息链表，对目标进行识别与跟踪的“三参数静态信息目标识别与跟踪法”，并对目标的录取，信息的存储方法等进行了讨论，利用其动态信息，完成对目标的距离与舷角、dDCPA与tTCPA，危险判断的计算方法以及跟踪算法流程 ，并进行计算机仿真，该方法相对于ARPA跟踪目标方法，具有易于识别，不易丢失目标，跟踪速度快，精度与可靠性高，方法简单等优点。     

自由漂浮双臂空间机器人关节空间轨迹跟踪的变结构滑模控制

利用多刚体系统动力学的方法对载体位置、姿态均不受控制的浮动基双臂空间机器人系统的运动学、动力学作了分析,并结合系统的动量守恒及动量矩守恒关系建立了系统的动力学方程.以此为基础,对双臂空间机器人关节追踪关节空间期望轨迹的控制问题作了研究.考虑到双臂空间机器人系统的结构复杂性及某些参数的变动性,根据具有较强鲁棒性的变结构滑模控制理论,设计了轨迹跟踪控制的变结构滑模控制方案.此控制方案的优点在于:在操作过程中不需要对双臂空间机器人载体的位置、姿态进行主动控制,因此将大大减少位置、姿态控制装置的燃料消耗.通过对该机器人系统的仿真计算,证实了文中提出的变结构滑模控制方案的有效性.     

UKF与Mean shift算法相结合的实时目标跟踪

针对Mean shift(即MS)算法理论上的不足以及跟踪目标时的邻域跟踪局限性,提出将Mean shift算法与尺度无迹卡尔曼滤波器(Scaled unscented Kalman filter,SUKF)相结合的实时目标跟踪算法.该算法利用尺度无迹卡尔曼滤波器获取Mean shift算法的初始位置,然后,利用Mean shift算法获取跟踪位置.通过分析跟踪区域内横纵向直线的统计变化获取目标的尺度变化,依此自适应调节Mean shift跟踪算法中核函数带宽,并对高速公路上快速运动的车辆进行跟踪实验.研究结果表明:该算法与固定核窗宽Mean shift算法相比,对目标跟踪更准确;SUKF 滤波使MS的迭代次数减少,跟踪的实时性提高;核窗宽自适应调节可使跟踪误差降低到50%以下.     

基于神经网络的机器人无标定视觉伺服系统仿真

针对机器人三自由度平动的视觉定位问题,建立全局有效的非线性视觉映射关系模型,并设计人工神经网络（ANN）Xff其拟合,从而实现无标定视觉伺服．伺服系统的物理结构采用单目视觉和眼在手上（eye。in。hand）构型．机器人系统采用典型工业机器人puma560,并限定末端姿态使其保持平动．基于机器人工具箱（roboticstoolboxforMatlab）和神经网络工具箱,在Matlab／Simulink环境下建立仿真模型,对系统的开发具有重要的参考意义．仿真结果表明,该系统对静态物体的定位能够达到较快的响应和较高的精度．     

面向汽车覆盖件模具快速开发的金属喷涂机器人研究

提出了一种新型的机器人手腕机构和基于STL(Stereolithography)模型分层数据的运动控制技术,在此基础上,研制了基于金属电弧喷涂和电刷镀技术的快速制模工业机器人.该机器人为5自由度直角坐标型结构,手腕采用了通过特别设计的一个连杆机构,当利用该手腕机构调节电弧喷枪的姿态时,喷枪工作点的空间位置会保持不变,因此解决了在传统机器人中姿态调节机构与位置机构存在的非线性运动耦合的问题.机器人以模具STL模型的分层数据作为控制系统的输入,无需人工编程即可自动完成金属电弧喷涂和电刷镀模具制造工艺.在汽车新车型开发和样车试制中,应用该机器人制作覆盖件模具,可以显著降低开发成本,缩短试制周期.     

一种基于圆特征的单目视觉位姿测量算法的改进

文章改进了针对圆特征的单目视觉测量算法,加入激光测距仪信息,解决了2组解的判定问题;当空间圆半径未知时,基于一幅图像就可以测量出圆的全部位姿信息,与原算法需要控制相机运动,拍摄2幅图像计算相比,更加方便和快捷;建立了具体的计算模型,进行了数值仿真,仿真实验结果表明,改进算法是有效的,可以用于机器人定位、空间交会对接和捕获等方面.     

基于GPS的移动机器人多传感器定位信息融合

构建了基于GPS的移动机器人定位系统,利用多传感器数据自适应加权融合估计算法对GPS、方位传感器、光码盘的信息进行数据融合.通过实验证明,该系统在短距离、路面平整的条件下,具有较高的准确性和稳定性,能够满足移动机器人定位的需要.     

基于信息融合的海底管道机器人自主定位控制

提出了利用电涡流传感器探测油气管线中的焊缝,实现管道机器人在管线内的粗略定位,再结合里程仪进行相邻焊缝间精确定位的定位控制方法．针对管道机器人爬行速度不稳定所导致的焊缝漏检问题,提出了利用里程定位信息容错漏检焊缝的产生式规则．此外,为了保证里程信息的可靠性,应用多个里程仪为管道机器人提供里程定位数据,并采用一致性数据融合算法对冗余里程信息进行融合处理,同时提高了管道机器人的管内定位精度．模拟油气管道台架上进行的管内定位实验和现役石油管线上的工程应用验证了该定位方法的可行性．     

Off-Line Programming of a Robot for Laser Re-Manufacturing

Off-line programming provides an essential link for CAD/CAM. This paper introduced the principle of developing off-line programming system for laser re-manufacturing. Task and information flow of off-line programming for laser re-manufacturing robot was analyzed and the software structure of off-line programming based on commercial CAD software was constructed. The off-line programming system developed in this study includes 3-D solid model design, direct slicing for obtaining path data, graphical simulation of the robot and its workcell, kinematic model of the robot, motion planning, and creation of the control program for manufacturing process. The CAD software was used to design models of robot, workpiece, coaxial nozzle, and workspace. Through the application programming interface provided by the CAD software, the VC++ and ATL were chosen to develop such modules as direct slicing for obtaining path data, path planning, process specification, and control program automatic generation. The FANUC Roboguide software was used to realize graphical simulation. By direct slicing, the position and orientation data of robot end-effector was determined. The results show that the proposed system can be applied in laser re-manufacturing robot for manufacturing operations.     

微小型多机器人自重构的红外定位及对接方法

研究了Millibot类型自重构机器人的红外定位及对接方法. 在该方法中,设定一个静止的信标机器人,移动机器人利用红外传感器定位,安装在移动机器人前端连接件上的两个红外传感器分别在步进电机的驱动下旋转,它们发出的红外光分别被信标机器人后端连接件上的两个反射体反射回来. 利用此时得到的步进电机旋转角度参数,通过三角法就能计算出移动机器人与信标机器人的相对位置,进而规划出移动机器人的对接过程和运动轨迹. 移动机器人沿着该轨迹行走就能实现与信标机器人的对接. 给出了自重构机器人的原理样机,并用试验验证了该方法的有效性.     

基于自适应模糊神经网络的机器人路径规划方法

为了解决传统反应式导航中的复杂陷阱问题,优化导航控制,减少计算复杂度,提出了基于自适应模糊神经网络的机器人导航控制及改进型虚目标路径规划方法.首先根据移动机器人运动学模型,融合神经网络的自主学习功能与模糊控制的模糊推理能力,提出了基于自适应模糊神经网络的机器人导航控制器,将生成的Takagi-Sugeno型模糊推理系统作为机器人局部反应控制的参考模型.该自适应模糊神经网络控制器实时输出扰动角度,在线调整移动机器人的预瞄准方向,使移动机器人能够无碰撞趋向目标.然后,提出了一种改进型虚目标方法,优先选择机器人可能逃脱陷阱状态的路径,简化了设计难度,改变了虚目标切换方式,避免了大量复杂计算.实验结果表明,提出的方法可以帮助机器人在全局信息未知的复杂环境中导航,在趋近目标点的过程中能有效避障,无冗余路径产生,且轨迹平滑.     

移动机器人激光雷达数据的三维可视化方法

为提供周围的三维深度信息,给出了一种对未知环境中移动机器人配备激光雷达所采集的数据进行三维重建的方法.通过激光雷达采集反映深度信息的程距数据,采用边探测方法,对探测交叉节点或极值进行边界分割,并采用几何模型匹配算法处理简单环境.通过对局部三角形环的极限化,构造出较为复杂的三维表面,用最小测距损失算法对不同观测角度的测量值进行融合,实现了三维重视和一定程度的动态交互.实验测试结果表明,在实验室较为简单,物体比较规则的环境里可以比较完备地重建三维场景,所建立的几何模型同样适用于机器人的导航和检测.     

空间机器人系统的简化动力学模型与应用研究

建立了空间机器人系统的简化动力学模型,论述了可以通过控制关节变量的办法来改变载体姿态和抓手路径,从而在实践中可用于研究卫星姿态调整、空间机器人着地姿态控制和太空机械臂的路径规划等,算例验证了这种简化模型的有效性。