基于激光扫描的自主机器人动态目标跟踪方法研究

近年来,关于自主机器人动态目标跟踪方面的研究越来越多,但是动态目标跟踪的实时性和准确性仍然是亟待解决的问题。研究了基于激光扫描的动态目标跟踪方法,提出了类圆柱体人腿检测法,给出了该方法的详细过程,具体包括利用级比与阈值相比较的方法分割出被检测物体的边界,基于空域聚类法的类圆柱体人腿检测以及基于时域聚类法的人腿跟踪。最后,通过实验验证了基于激光扫描的动态目标跟踪方法的有效性,使机器人在实现动态目标跟踪时,能够适应更多复杂、变化的室内外环境。     

基于改进YOLOv5的服务机器人目标识别算法

在服务机器人执行任务的过程中,对周围环境中的物体进行快速且准确的目标识别是提升机器人智能度的重要突破口。针对家庭服务机器人竞赛,提出一种目标识别算法,使用轻量级网络MobileNetv2替换YOLOv5的主干特征提取网络,实验证明该识别算法在快速性和准确性方面有一定的提升。     

基于空间代价地图的机械臂无碰撞运动规划

针对家庭服务机器人机械臂高安全性和低算法复杂度的两大需求,提出一种基于空间代价地图的机械臂运动规划新方法。利用空间代价地图来描述机械臂与约束条件发生冲突的可能性,以概率分析代替简单的布尔判断,提供了更合理的最优规划依据,从而实现更安全可靠的规划。同时将一个六自由度的规划问题降维为一个三自由度规划和一个四自由度规划的问题,在此基础上利用无需实时计算的先验碰撞数据代替实时的碰撞检测。利用该方法在ROS的rviz仿真平台上进行验证,结果表明该方法有效地提高了机械臂规划的安全性并降低了计算复杂度,有一定的实用价值。     

基于ARM和FPGA的服务机器人运动控制系统研究

介绍了一种基于ARM和FPGA的嵌入式控制系统,该系统既能独立运行又能在计算机辅助下运行,是一种兼具柔性和开放性的系统.利用ARM的强大的数据流转换功能和FPGA的快速配置能力,实现硬件可重构.给出了系统的总体结构、ARM和FPGA之间的通信设计,重点给出了基于Nios Ⅱ的嵌入式可重构底层控制设计,PWM功能模块在FPGA上的实现.设计的系统集成度高、灵活.实验表明系统具有高可靠性,能满足服务机器人外围器件多样性控制的要求.ARM和FPGA不仅可以并行运行处理数据,其之间又可以互相通信,实现了系统的扩展应用.     

一种RoboCup足球机器人动态角色分配机制的实现

自主足球机器人动态角色分配是RoboCup足球机器人研究领域内的一个重要课题。为了弥补以往足球机器人角色分配的不足,文中主要研究一种RoboCup足球机器人动态角色分配机制的实现。总结了现有RoboCup中型足球机器人角色分配机制,通过对策略设计的层次划分,利用机器人之间通讯的数据,实时更新并同步各个机器人的状态,采用排名制、优先级抢占式等多种方法实现动态自主的角色分配。通过实验以及比赛中的实战检验,验证了该角色分配机制的有效性。     

非结构化场景下移动机器人FastSLAM应用研究

FastSLAM算法是当前移动机器人自定位与自建地图领域中研究的热点和关键。系统论述FastSLAM关键技术及基本理论,并设计非结构化场景进行自定位与自建地图应用研究。首先,对贝叶斯滤波理论进行了概述,得到移动机器人SLAM问题的基本贝叶斯滤波递归形式;其次,应用Rao—BlackweUised理论将状态分解为采样部分和解析部分进行讨论,得到SLAM问题的解耦形式;再次,论述了算法中序贯和综合重采样粒子滤波器;最后给出FastSLAM伪算法的整体实现过程,给出在非结构化场景下仿真结果。仿真结果表明FastSLAM算法在非结构化场景下能够有效快速地实现自定位与地图创建,当取粒子数合适时,在快速性和精确性方面都能够达到理想效果。     

基于LabVIEW的篮球机器人视觉系统的研究与实现

随着机器人技术的不断发展,目前对机器人视觉的要求越来越高,不仅要求高精度而且需要在相对运动的状态下对物体进行精准的捕获。以美国国家仪器NI公司的LabVIEW软件开发平台结合视觉开发模块对相对运动状态的红色篮球进行精确定位处理。文中采用了多种算法,包括Color Threshold、边缘检测、Find Circular Edge等。根据实践结果证明,采用这种方法可以对相对运动状态的篮球进行精准地定位,不仅满足了篮球机器人比赛的要求,而且可以运用到工业控制中。     

基于肤色模型和SURF算法的人脸识别研究

人脸识别技术是机器人视觉领域研究课题之一,在军事及民用领域应用广泛。目标检测算法中,SURF算法具有精度高、鲁棒性好等优点,然而因其计算的复杂性,实时性并不高。利用人脸肤色特征,提出了一种在肤色模型的基础上结合SURF算法进行人脸识别的方案。阐述了YUV色彩空间模型以及SURF算法对特征点的检测、描述与生成的原理。并论证了YUV色彩空间与SURF算法相结合的理论原理。     

用NiosⅡ嵌入式软核实现RoboCup中型组足球机器人的底层控制

介绍基于NiosⅡ嵌入式软核处理器的RoboCup中型组足球机器人的底层控制的设计方案,详细论述了系统设计的各个步骤。该控制方案在一块基于Altera CycloneⅡ FPGA上实现,完全满足设计之初提出的接口统一、控制精确、便于升级的要求。文章对基于NiosⅡ进行SOPC系统设计具有参考价值。