可重构星球探测机器人的OpenGL仿真实验平台研究

采用基于Visual C++和OpenGL的建模和运动仿真方法,对可重构星球探测机器人系统的三维运动仿真实验平台进行了研究,建立了一个多机器人系统的仿真实验平台。开发的实验平台可用于探索和验证机器人系统的工作原理、工作空间、多机器人协调算法、重构方法、系统集成技术等。在该平台上进行了机器人的运动学仿真和协调运动研究,验证了该仿真平台的有效性和机器人系统体系结构的合理性。

可重构斜拉索磁性无损检测机器人技术研究

针对斜拉索的特征,提出一种在役斜拉索检测机器人技术方案.采用模块化可重构磁性检测技术,利用磁性检测系统励磁场产生的磁场力作为机器人沿斜拉索爬升所需的附着力,使单元模块同时具有检测及爬升功能.根据不同的拉索直径,选用不同数量的模块进行重构形成对应的自主爬升检测机器人.理论分析及试验研究表明,该可重构斜拉索磁性检测机器人可对不同直径、任意倾斜角的斜拉索进行无损检测,具有体积小、重量轻、安全可靠等特点,有良好的应用前景.

可重构星球探测机器人的空间对接研究

提出了以改装后的位置敏感传感器来引导机器人完成自动对接的方法,分析了具体工作原理。对可重构星球探测机器人在运动模式下完成对接的两种姿态进行了比较,分别用一般方法和改进后的规划方法计算出了对接工作空间,比较结果说明,机器人在运动模式下三角边着地有利于完成自动对接。对工作模式机器人在工作空间内的运动进行了静力学分析,分析结果表明,机器人在工作空间内可以自由运动。用VC和OpenGL搭建的平台对空间对接进行了仿真试验,试验结果验证了对接工作空间计算的正确性和完成空间自动对接的可能性。

可重构星球探测机器人的机构设计

基于可重构思想设计了一种可重构星球探测机器人系统。系统由一个母体和几个子机器人组成,其中子机 器人包括车轮和手臂两部分,可以作为独立作业的机器人,具有移动状态和工作状态两种模式。子机器人具有在 一个驱动力作用下处于不同约束环境中时,表现为不同形式输出的特点,容易实现两种模式下的灵活运动。并深 入研究了机构参数对子机器人运动的影响,用试验和仿真进行了验证,这为机器人的参数化设计及运动中的参数 化调整提供了重要的理论依据。

基于状态构形矢量和状态构形矩阵的可重构模块星球机器人构形水

可重构模块星球机器人系统由母体和多个子机器人模块组成,单个模块可以独立运动和操作,多个模块可以重构组合成不同构形,模块采用非对称式轮手一体机构,具有姿态方位性和运动方向性,重构目的是组成在某种环境下更好地完成有向性运动的构形。基于此,提出矢量构形概念,将运动趋势方向和方位性融合到构形拓扑结构中。在模块矢量分析模型基础上,提出并构建状态构形矢量(State configuration vector,SCV)和状态构形矩阵(State configuration matrix,SCM),对非对称式单模块和整体构形的状态信息进行描述,同时支持预定义的数学变换操作,可以表达并触发模块的基础动作、构形重构。提出离散模块组合重构成目标构形的优化分析算法,通过实例仿真计算获得优化分析的选择结果。

自治式水下机器人推进器故障检测、分离与重构

研究自治式水下机器人推进器故障检测、分离与重构问题。针对水下机器人故障诊断残差法中残差阈值不易选取的问题,提出了一种基于观测器的水下机器人推进器故障检测与分离方法,通过构建故障检测观测器对推进器故障与残差信号进行解耦,使推进器出现故障后仅引起与其相关的残差呈单调变化,从而可选择较大的阈值进行故障检测以提高诊断系统的可靠性,该方法在故障检测的同时可进行故障分离。针对系统不确定性导致的推进器故障重构精度低的问题,提出了一种RBF神经网络与等效输出注入相结合的故障重构方法,采用等效输出注入方法估计不确定性项,从神经网络输出中重构推进器故障。

水下模块化自重构机器人模块碰撞快速检测算法

UMS机器人是一种水下模块化自重构机器人,该机器人系统在运动和自重构过程中需要快速的模块碰撞检测方法,以提高其运动效率。针对这个问题,提出一种"自相似分割"的快速检测方法,其计算速度要比通常的模块碰撞算法快得多,适用于UMS机器人的模块碰撞快速检测中。

可重构星球探测机器人控制系统的设计与实现

介绍了一种新型可重构星球探测机器人系统.基于这种机器人功能和结构的分解特点,设计了模块化控制系统,使用CAN总线技术作为模块间主要通讯方式.提出了控制原理和集中式控制算法,有效地实现了一台子机器人在不同模式状态下自主运动和操作的控制,并通过原理样机实验验证了这套控制系统的可行性.

基于结构光的室内消防机器人环境重构研究

为了提高消防机器人在室内火场中的环境感知与重构能力,提出了一套基于结构光深度相机的室内二维环境重构方法。首先通过融入IMU(Inertial measurement unit,IMU)姿态传感器来对相机获取的深度数据修正补偿;其次在世界坐标系下通过区间阈值高度过滤算法对障碍物和道路进行区分,并生成二维点云图来进行环境重构;最后将相机与机器人进行动态建模分析,修正安装误差并更新全局环境地图。算法在室内自主消防机器人平台上进行导航避障测试,结果表明,提出的方法有效提高了消防机器人在复杂火场环境中的二维环境重构与感知能力,使机器人精准自主避障,快速前往着火点实施灭火。研究对室内消防机器人的导航及避障具有重要意义。

我国研制成可重构星球探测机器人

分开来每个轮子都可独立行动，“各自为战”，连在一起就变身成一个完整的机器人，这样的“变形金刚”机器人已由中科院沈阳自动化研究所研制成功。“变形金刚”机器人学名叫“可重构星球探测机器人”，作为中科院沈阳自动化研究所承担的863课题，日前通过国家863计划“智能机器人”主题的验收。该所希望它将被赋予月球和火星探测的重任。

中科院研制成功可重构星球探测机器人

由中国科学院沈阳自动化研究所承担的可重构星球探测机器人研究课题，日前通过了国家863计划智能机器人主题的验收。

可重构机器人体系结构及模块化控制系统的实现

本文提出了一种适用于新型可重构星球机器人的模块化控制系统,根据机构和运动特性,基于CAN总线和分布式控制器技术,将系统结构和功能分解成不同模块由各自的控制器独立执行,建立具有任务层和运动层的分层次控制结构,实现了组合式规划、分布式控制的混合式控制方法。本文设计了两种不同的控制器,并采用PPG脉冲宽度调节方法实现了对在机器人上使用的R/C电机的标定和控制。通过在子机器人原理样机上进行实验,验证了这套控制系统和控制体系结构的可行性。

我国研制成“变形金刚”——可重构星球探测机器人

中科院沈阳自动化研究近日成功研制出“变形金刚”机器人，该所希望它将被赋予月球和火星探测的重任．

用于星球探测的可重构机器人研制成功

最近，中科院沈阳自动化研究所研制出了一种能分、能合、能变形的“可重构星球探测机器人”，而且已经通过了国家863计划验收。

基于FPGA的全自动定位捡乒乓球机器人系统设计

对现有电子辅助的运动器材行业进行分析可以发现,目前市场上应用于场馆训练的大量散落乒乓球主要依靠人力或者简单的工具拾捡,而已有的捡乒乓球机器人很多智能化程度不高、识别不够精确。为此,提出一种基于FPGA(Field Programmable Gate Array)的全自动定位捡乒乓球机器人的系统设计方案,利用摄像头采集机器人前方的图像数据实现乒乓球定位,利用超声波传感器实现机器人的自动避障,利用机械臂完成抓取乒乓球动作。图像识别乒乓球的部分创新性地将Hough变换算法硬件化,有效提高识别率和捡球速度。测试结果表明,机器人在定制测试条件下可以达到97.8%的识别准确率,具有自动寻球、自动捡球、自动避障以及手机蓝牙便捷开关机的功能。系统可以快速方便应用到乒乓球球馆中,市场潜力很大。

微细管道内表面光电检测及三维重构系统

基于位置传感器PSD和光学三角原理,开发了一种适于空间曲线型微细管孔内表面三维重构的检测系统。该系统主要由管道机器人、形貌检测器和曲率检测器等部分组成。形貌检测器可以采集管道内壁截面信息,并计算出截面环上的点在局部坐标系中的位置。曲率检测器负责测量管孔中心轴线在检测器采样位置处的局部几何性质,并完成管道中轴线的重构。在管道机器人的驱动下,根据上述两方面提供的数据以及其前进步距,可以实现管道内表面的三维重建。实验结果表明,利用该技术检测的管道时,管道曲率半径的相对检测精度可以达到±2%,内表面缺陷及内径的测量精度可以达到±0.1mm。

模块化机器人构型的视觉识别方法

模块化机器人系统具有较高的可拓展性和重构性,能够以多种构型应用在不同的领域之中。然而,模块化机器人系统的构型识别是一个耗费大量时间精力且准确率不高的任务,尤其对于缺少传感装置的模块化机器人系统而言。本文提供了一种基于视觉识别的方法,该方法采用了目标检测的思想,使用了深度学习的方法来获取给定图像中的机器人模块信息,并基于最邻近搜索的方式进行构型匹配,以找出当前的配置。我们通过实验验证了该方法的有效性。实验结果表明,我们的方法能够在无需给机器人安装额外检测组件的情况下实现机器人的运动链构型识别,且对于噪声环境具有较高的鲁棒性。

基于最佳邻域重构指数的水下高光谱目标检测

水下机器人仅通过传统光学相机获取图像很难在复杂水下环境中或目标物具有保护色的情况下检测到目标,而通过高光谱技术进行水下目标检测可以改善这一情况;由于直接运用传统高光谱检测方法难以满足水下机器人对水下目标检测的要求,提出了一种基于最佳邻域重构指数(ONRIF)的高光谱目标检测方法,该方法通过线性重构的思想进行邻域寻优,选出信息量高且波段相关性低的波段组合,并使用所选波段的融合图像进行目标检测;结果表明,与直接对原始水下海产品高光谱图像进行检测相比,该方法在保证检测效果的前提下,大量减少了检测时间和数据冗余程度;还提出了一种在相同环境下对同类目标物的单波段快速采集检测方法,大大提高了采集数据的速度,可以满足水下机器人对海产品检测的需求。