基于视觉前馈和视觉反馈的仿人机器人抓取操作

针对仿人机器人执行抓取操作,提出了一种联合使用视觉前馈和视觉反馈的控制策略.在视觉前馈中利用基于表格的逆运动学算法,简化了逆运动学计算,减少了抓取操作时间.视觉反馈补偿了弱标定并增加了系统的稳定性.两种控制算法的联合使用简化了仿人机器人的伸手抓取操作.实验结果验证了该控制策略的可用性.

基于CAN总线的仿人机器人关节伺服控制系统研究

本文针对仿人机器人的结构和控制性能要求 ,结合清华大学 THBIP- I型仿人机器人样机研制 ,研究提出了基于 CAN总线的仿人机器人关节伺服分级控制体系结构 .文中详细描述了系统的总体结构方案、位置控制卡的结构原理、通讯协议和控制算法 ,以及系统在 THBIP- I仿人机器人样机上的技术实现 ,并在控制实验有效性验证的基础上 ,提出了进一步完善发展的思路 .

一种基于74HC595产生舵机用多路PWM波的方法

利用MSP430和74HC595产生了类人机器人舵机用的48路PWM波,且仅需占用MSP430单片机的P5端口,为机器人的其他控制电路保留了足够的单片机I/O口.硬件电路的特色是采取每片74HC595的串行输入端并联在一起,虽然任意时刻每片74HC595的串行输入数据相同,但输入的串行数据是否会从并行输出端输出还取决于各自的锁存脉冲.软件算法则应用了分时复用思想,串行数据按8组分时输入,每组含6路数据.该电路及其软件算法也适用于51系列、AVR系列单片机,是中低速单片机控制多路舵机的有效方案.

仿人机器人关节驱动微型伺服系统

用于仿人机器人关节驱动的微型伺服系统目前完全依赖进口。基于分析微型伺服系统各部件的发展现状与技术特点,研制了一款适用于仿人机器人关节驱动的国产伺服系统,包括永磁无刷伺服电机、巨磁阻编码器、高功率密度驱动模块以及通讯单元。通过与国内仿人机器人研究单位常用的几款进口伺服系统进行对比,验证所研制的微型伺服系统满足仿人机器人关节驱动对功率密度比等性能指标的要求,可完全代替进口产品。

基于多传感器信息系统的仿人机器人步态规划算法改进研究

摘要：基于视觉传感器、角度传感器和力／力矩传感器组成的多传感器信息系统，对仿人机器人理想的步态规划算法进行了改进．以双目视觉立体标定原理处理视觉传感信息，从而判断目标距离及目标路径的可达性；通过角度传感器获取实时旋转角度，经参数调整减小执行误差；根据力／；5矩传感信息对支撑脚踝关节的侧摆角度进行增量式补偿．经实验验证，改进后的算法对机器人的步态稳定性控制具有良好的效果．

半自主类人型足球机器人系统的研究

半自主类人型足球机器人系统融合了图像识别、信息处理、无线通讯、机电一体化等多个领域的技术。本文主要介绍了此类机器人系统的组成及作用,并提出了半自主类人型机器人研究中存在及其需要解决的问题。

基于LabVIEW的双目视觉识别系统设计

双目视觉能够获得物体的三维信息,基于双目视觉的测量方法是一种行之有效的测距手段。研究了双目测距原理、摄像机标定、图像处理等关键技术,使用MATLAB工具箱完成相机标定,利用虚拟仪器程序设计语言LabVIEW、NI IMAQ和NI Vision,构造双目视觉系统,完成图像采集、预处理、识别、深度恢复等功能,得到目标物体特征点的空间三维坐标。通过设计实验,验证该系统测量结果的相对误差小于1.15%。结果表明,该系统操作简单、界面友好,具有较好的实时性和稳定性。

盆栽转移竞赛机器人控制系统设计

针对ASABE机器人大赛的竞赛要求,以STM32F103ZET6单片机为控制核心,设计了盆栽转移竞赛机器人机械系统和基本控制电路,包括机器人底盘系统、机械臂和末端执行机构、以L298N为核心的驱动模块。由搭载直流电机驱动板、Open MV摄像头模组、光电开关以及循迹导航模块搭建了盆栽转移机器人控制系统。根据比赛流程,设计了控制算法,实现了盆栽转移机器人的竞赛功能,抓取成功率为96%。

26自由度仿人机器人的设计与控制

设计了一个具有26个自由度的仿人机器人,该仿人机器人具有与真实人物极为相似的外观形象,通过PIC16F877芯片对多台舵机和直流电机进行协调控制,完成眼睛、眉头、嘴角等面部表情动作和手臂、腰部等行为动作。通过该系统能够为人工智能、行为控制、人工心理等研究提供一个高效综合的试验和演示平台。

基于ARM嵌入式系统的拟人机器人控制器的设计

为满足低成本、高性能的要求,提出在拟人机器人控制器的设计中引入基于ARM处理器和RTOS(Real-timeOS)的嵌入式系统。使用ARM9处理器S3C2410和RT-Linux构建小型拟人机器人控制器的系统架构,以拟人机器人的行走控制为例,从硬件和软件上介绍了控制器的实现方法。硬件选用高集成度的嵌入式处理器并采用模块化设计;软件开发中使用Petri网建模并利用Linux良好的驱动程序框架,降低了开发难度,提高了系统的可扩展性。最后给出了在机器人避障中的应用,验证了控制器方案的可行性,为拟人机器人的进一步研究提供了平台。

一种面向危险环境远程操作的仿人随动机器人

为代替专业人员在高危环境中工作,开展了一种面向危险环境远程操作的仿人随动机器人研究.首先,基于人体上肢生物学特性,设计了从端仿人随动机器人并利用蒙特卡洛法对其理论运动空间进行分析.其次,依据人体上肢运动学特点,构建了基于微惯性传感器和柔性弯曲度传感器的穿戴式人体数据采集系统,完成了对人体运动信息的采集.进而,利用分段线性插值法完成主从端的姿态—运动映射优化,并基于时敏特性和角度延迟特性进行了系统性能分析.最终,在构建原理样机的基础上开展了机构跟随实验和物体抓取实验.结果表明,该样机可以较好地满足仿人随动的控制精度和鲁棒性等要求,在特定工作扇面拥有和人类大致相同的工作空间,能够较好地代替人完成部分危险品操作任务.