用三點法實現機器人三維位置測量的研究摘 要 ：提 出 了一 種 微 小 爬 壁 機 器 人 三 維 位 置 測 量 的新 方 法 。筆 者 通 過 深 入 分 析 研 究各 種 位 置 測 控 方 法 與 系 統 ，提 出采 用單 目視 覺方 法 中的 聚 焦法 ，以 CCD作 為 傳 感 器 ，用 三 點 法 實現 對 機 器 人 的 三 維 位 置 測 量 。 驗 證性 實驗 結果表 明 ，本研 究提 出的測 量原 理和 系統是 正 確 可行 的 。 關鍵詞 ：機 器人 ；位置 測量 ；CCD傳 感 器 ；單 目視 覺 ；攝 像 機 標 定 中 圖分 類 號 ：TP242．6 文 獻 標 識 碼 ：B Abstract：A new 3D position measurementmethod Ofa wall—climbing micro robothas been researched．Researc— hing on the various position measuring and controlling method，theauthorhasputforwardanewprojecttomeas— ure the 3D position of the robot，in which the focusing method with singlecamera and CCD sensorhasbeen used to getthe position information．The elementary experiment has verified the principle and the system． Key words：robot；position detection；CCD sensor；single camera vision；camera caiibration 位置測量技 術是智 能機 器人 的關鍵 技術 ，是各 種 機器人控 制系統 中極 為重 要 的環節 ，也 是 國內外研 究 的熱點所 在。 按 照測試 系統 與被 測機 器 人 的關 系 ，可 以將位 置 測量技術 分為接觸 式和非接觸式 兩大類 。接觸 式測量 系統 由于在測 量過程 中或多或少地 對機器人施 加 了載 荷 ，因而僅適用于靜 態 位置測 量 。而動 態 位 置測量 系 統 主要分 5類 ：①激光跟蹤 系統 ；@ CCD交 互測量 收 稿 日期 ：2001—07—03 基 金項 目：國家 863高科技 研 究 資助 項 目(9804-06)；教 育 部 高 等 學校 骨干教 師 資助 計 3t,j項 目 作者 簡 介 ：張 智海 (1973一 )，男 ，工 學碩 士 ，主 要 研 究 方 向 為 智 能 機 器人 測 控 技 術 。 系統 ；③ 超聲波 測量 系統 ；④ PSD(positionsensitivede— vice)位 置 測 量 系統 ；⑤ 帶 有 接 近覺 傳 感 器 的 測量 系 統 。位置測量 還可 以從另一個分類 角度劃分為主動式 測量和被動 式測 量 。主動式測 量主要可 以分為結 構光方法和激光 自動聚焦法兩類 。被 動式測量 主要 可 以分為雙 目視 覺 、三 目視覺 、單 目視覺 等方法 。 對 比以上各種方法 的 優缺 點 ，針對 筆者 研制 的微 小爬壁機器人 的空 間三 維位 置 測量 的要 求 ，測量 系統 必須滿足尺 寸小 、分 辨率 高 、穩定 性 和可 靠性 好 、時 間 響應快等特 點 ，提 出了采用 單 目視覺方法 中的聚焦法 ， 選用 CCD作 為傳感器 ，用 三點法實現對機器人 的三維 位置測量 ，并用 Matlab和 V
標簽： 機器人
上傳時間： 2022-02-12
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移動機器人導航與定位技術隨 著 計 算機 技 術 、微 電 子 技 術 、網 絡 技 術 等 的快 速 發 展 ，特 別是 通 訊 技 術 的進 步 。機 器 人 技 術 也 得 到 了飛 速 發 展 ，移 動機 器 人 的 關鍵 技 術 得 到 深 入 而 廣 泛 的研 究 。并 且 部 分 已經 走 向成 熟 ， 移 動 機 器 人 應 用 領 域 不 斷擴 展 ，與 制 造 業 相 比 ，移動 機 器 人 的 工 作 環 境 具 有 非 結 構 化 和 不 確 定 性 。因而 對機 器人 的要 求 更 高 。不 僅 要 求 機 器 人 完 成 一 定 的 功 能 ，還 需 要 機 器 人具 有 行 走 功 能 。對 外感 知 能力 以及 局 部 的 自主 規 劃 能 力等 ，因 此 移 動機 器 人 的 導 航 與 定位 技 術 成 為 智 能機 器 人 領 域 的一 個 重 要 研 究 方 向 ．也 是 智 能移 動 機 器 人 的一 項 關 鍵 技 術 。 多年 來 國際 國 內都 有 大 量 的 科技 工 作 者 致 力 于 這 方 面 的研 究 開 發 工作 ．因 而 對 許 多 問題 的 認 識 與求 解 都 取 得 了長 足 的 發 展 。在 某 些特 定 的 應用 領 域 ，移 動 機 器人 導航 技 術 已得 到 了實 際 應用 。本 文 介 紹 了移 動機 器人 導 航 技 術 研 究 中的 相 關 關 鍵 技 術 。 2移動 機 器 人導 航 與定位 研 究 的 目的 移 動 機 器 人 根 據 運 動 行 為 方 式 分 為 自主 和 半 自主 式 ．根 據 應 用 的環 境 有 室 內和 室 外 機器 人之 分 。無 論 哪 種 移動 機 器人 。在 它的運動過程 中始終要求解決 自身的導航與定位 問題 ．也就是 Dm．~ntWhyte提 出 的 三 個 問 題 ：(1)”我 現 在 何 處 ?”，(2)”我 要 往 何 處 去 ?”，(3)”要 如 何 到 該 處 去?”。其 中 問題 (1)是 移 動 機 器 人 導 航 系統 中 的定 位 及 跟 蹤 問題 ，(2)(3)是 移 動機 器人 導 航 系 統 中 的 路徑 規劃 問題 。移 動 機 器 人 導航 與 定位 技 術 研 究 的 目的 就 是 解 決上 面 的 3個 問題 ．給 出 已知 和 未 知 環 境 下 移 動機 器 人 實 時 導 航 與 定 為 控 制 的 理 論 、方 法 與 關 鍵 技 術 ，并 驗 證 該 理 論 與 方 法 的 的 實用 性 ：提 出適 應 多種 環境 的 實 時導 航 策 略 和 具 有 良好 可 擴 展 性 的 移動 機 器 導航 體 系 結 構 ：未知 環 境 中 移 動 機 器 人 的 快 速環 境 建模 與 定 位 方 法 ：未 知環 境 中基 于 傳 感 器 的 移 動 機 器 人 局部 運 動 規 劃 理 論 與 方 法 ：與 未 知環 境 中移 動 機 器 人 導 航 控 制 相 關 的機 器 學 習的 基 礎 理 論 與 方 法 ；移 動 機 器 人 的 故 障 自診
上傳時間： 2022-02-12
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神經網絡在智能機器人導航系統中的應用研究1神經網絡在環境感知中的應 用 對環境 的感 知 ，環境模型 妁表示 是非常重要 的。未 知 環境中的障礙物的幾何形狀是不確定的，常用的表示方浩是 槽格法。如果用冊格法表示范圍較大的工作環境，在滿足 精度要求 的情況下，必定要占用大量的內存，并且采用柵 格法進行路徑規劃，其計算量是相當大的。Kohon~n自組織 神經瞬絡為機器人對未知環境的蒜知提供了一條途徑。 Kohone~沖經網絡是一十自組織神經網絡，其學習的結 果能體現出輸入樣本的分布情況，從而對輸入樣本實現數 據壓縮 。基于 網絡 的這些特 性，可采 用K0h0n曲 神經元 的 權向量來表示 自由空間，其方法是在 自由空間中隨機地選 取坐標點xltl【可由傳感器獲得】作為網絡輸入，神經嘲絡通 過對大量的輸八樣本的學習，其神經元就會體現出一定的 分布形 式 學習過程如下：開 始時網絡的權值隨機地賦值 ， 其后接下式進行學 習： ， 、 Jm(，)+叫f)f，)一珥ff)) ∈N，(f) (，) VfeN．(f1 其 中M(f1：神經元 1在t時刻對 應的權值 ；a(∽ 謂整系 數 ； (『l網絡的輸八矢量；Ⅳ()：學習的 I域。每個神經元能最 大限度 地表示一 定 的自由空間 。神經 元權 向量的最 小生成 樹可以表示出自由空問的基本框架。網絡學習的鄰域 (，) 可 以動 態地 定義 成矩形 、多邊 形 。神經 元數量 的選取取 決 于環境 的復雜度 ，如果神 經元 的數量 太少 ．它們就 不能 覆 蓋整十空間，結果會導致節點穿過障礙物區域 如果節點 妁數量太大 ．節點就會表示更多的區域，也就得不到距障 礙物的最大距離。在這種情況下，節點是對整個 自由空間 的學 習，而不是 學習最 小框架空 間 。節 點的數 量可 以動態 地定義，在每個學習階段的結柬．機器人會檢查所有的路 徑．如檢鍘刊路徑上有障礙物 ，就意味著沒有足夠的節點 來 覆蓋整 十 自由窯 間，需要增加 網絡節點來 重新學 習 所 138一 以為了收斂于最小框架表示 ，應該采用較少的網絡 節點升 始學習，逐步增加其數量。這種方法比較適臺對擁擠的'E{= 境的學習，自由空間教小，就可用線段表示；若自由空問 較大，就需要由二維結構表示 。 采用Kohonen~沖經阿絡表示環境是一個新的方法。由 于網絡的并行結構，可在較短的時間內進行大量的計算。并 且不需要了解障礙物的過細信息．如形狀、位置等 通過 學習可用樹結構表示自由空問的基本框架，起、終點問路 徑 可利用樹的遍 歷技術報容易地被找到 在機器人對環境的感知的過程中，可采用人】：神經嘲 絡技術對 多傳 感器的信息進 行融臺 。由于單個傳感器僅能 提 供部分不 完全 的環境信息 ，因此只有秉 甩 多種傳感器 才 能提高機器凡的感知能力。 2 神經 網絡在局部路徑規射中的應 用 局部路徑 規刪足稱動吝避碰 規劃 ，足以全局規荊為指 導 利用在線得到的局部環境信息，在盡可能短的時問內
上傳時間： 2022-02-12
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基于ROK101007型藍牙模塊和TMS320C54x型DSP的家用醫療保健智能機器人設計摘要：未來社會將會越來越重視 醫療保健服務 ，提 出一種新型智能機 器人 ，就其在數字化 家庭醫療 保健方面的應用進行模型設計 ，并將藍牙技術應用在智能機器人與醫療儀器和控制 PC的通信 中。 關 鍵 詞 ：數字化家庭 ；智能機器人 ；侍感器；藍牙技術；醫療保健 ；ROKl0l007；TMS320C54x 中 圖分 類號 ：R197．39 文獻標 識碼 ：A 文章編 號 ：1006—6977(2006)02—0數字化家庭是未來智能小區系統的基本單元 。 所謂“數字化家庭”就是基于家庭內部網絡提供覆蓋 整個家庭的智能化服務 ，包括數據通信、家庭娛樂 和 信息家電控制功能。 數字化家庭設計 的一項主要內容是通信功能的 實現 ，包括家庭 與外界的通信及家庭 內部相關設施 之間的通信。從現在的發展來看，外部的通信主要 通過寬帶接入 Internet，而家庭 內部的通信，筆者采 用 目前 比較具有競爭力的藍牙 (Bluetooth)無線接入 技術。 傳統的數字化家庭采用 PC進行總體控制 ，缺 乏人性化。筆者根據人工情感的思想設計一種配備 多種外部傳感器的智能機器人 ，將此智能機器人視 作家庭成員，通過它實現對數字化家庭的控制。 本文主要就智能機器人在數字化家庭醫療保健 方面的應用進行模型設計 ，在智能機器人與醫療儀 器和控制 PC的通信采用藍牙技術 。整個系統 的成 本較低 ，功能較為全面，擴展應用非常廣闊，具有極 大的市場潛力。 2 智能機器 人的總體設計 2．1 智能機器人的多傳感器 系統 機器人智能技術 中最為重要 的相關領域是機器 人 的多感覺系統和多傳感信息 的集成與融合【l1，統 稱為智能系統的硬件和軟件部分 。視覺 、聽覺、力覺、 觸覺等外部傳感器和機器人各關節的內部傳感器信 息融合使用 ，可使機器人完成實時圖像傳輸、語音識 別 、景物辨別、定位 、自動避障、目標物探測等重要功 能；給機器人加上相關的醫療模塊(CCD、CAMERA、 立體麥克風 、圖像采集卡等 )和專用醫療傳感器部 件 ，再加上 醫療專家系統就可以實現醫療保健和遠 程 醫療監護功能。智能機器人的多傳感器系統框圖 如 圖 1
上傳時間： 2022-02-15
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電子書-單片機硬件電路設計238頁第 章 智能化／網絡化傳感器及接口技術 現代信息技術的三大基礎是信息采集（即傳感器技術）、信息傳輸（通信技術）和信息處理 （計算機技術）。傳感器屬于信息技術的前沿尖端產品，被廣泛用于工農業生產、國防、科研和 生活領域。本章專門介紹智能化溫度傳感器、轉速傳感器、加速度傳感器、液位傳感器以及網 絡化智能精密壓力傳感器的工作原理、接口技術及典型應用。 智能化集成溫度傳感器的產品分類及發展趨勢 近百年來，溫度傳感器的發展大致經歷了以下三個階段； 傳統的分立式溫度傳感器（含 敏感元件） 模擬集成溫度傳感器 制器； 智能溫度傳感器。目前，國際上新型溫度傳 感器正從模擬式向數字式、由集成化向智能化、網絡化的方向發展。 集成溫度傳感器的產品分類 模擬集成溫度傳感器 集成傳感器是采用硅半導體集成工藝而制成的，因此亦稱硅傳感器或單片集成溫度傳感 器。模擬集成溫度傳感器是在 世紀 年代問世的，它是將溫度傳感器集成在一個芯片上、 可完成溫度測量及模擬信號輸出功能的專用 。模擬集成溫度傳感器的主要特點是功能單 一（僅測量溫度）、測溫誤差小、價格低、響應速度快、傳輸距離遠、體積小、微功耗，適合遠距離 測溫、控溫，不需要進行非線性校準。外圍電路簡單，它是目前在國內外應用最為普遍的一種 集成傳感器。典型產品有 等。
上傳時間： 2022-03-23
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針 對 日 常 生 活 中 人 們 熱 衷 于 盆 栽 種 植 但 又 因 工 作 繁 忙 而 忘 記 澆 水 導 致 盆 栽 枯 死 的 問 題 ， 本 文 提出 采 用 STM32 作 為 系 統 主 控 芯 片 ， 構 建 一 個 “ 手 機 APP + 現 場 傳 感 器 控 制 ” 的 智 能 監 控 種 植 系 統 。 通 過 對 指 定植 物 種 植 環 境 的 溫 度 、 濕 度 數 據 進 行 統 計 分 析 ， 能 實 現 自 動 澆 灌 、 調 整 光 照 、 遠 程 告 警 及 無 線 監 控 等 功 能 ， 最 終實 現 盆 栽 智 能 種 植 ， 為 盆 栽 種 植 愛 好 者 提 供 便 利 。 本 系 統 設 計 具 有 簡 單 、 實 用 性 強 、 可 靠 性 高 等 特 點 。
上傳時間： 2022-04-28
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本書為學習電力電子技術的經典教材！電力電子技術是自動化專業、電氣工程及其自動化專業的重要專業基礎課之一。本書主要包括電力電子器件、交流直流變換器、交流交流變換器、直流直流變換器、直流交流變換器、諧振開關電路、無功功率補償、諧波抑制和MATLAB/Simulink在電力電子技術中的仿真應用等內容，對讀者了解和掌握變換器特性，特別是設計新型變換器具有重要的作用。本書還增加了一些實際應用環節，具有較強的應用性和工程適用性。
標簽： 電力電子
上傳時間： 2022-05-11
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移動通信深刻地改變了人們的生活，面向2020年，為了應對未來爆炸式的流量增長、海量的設備連接和不斷涌現的新業務新場景，第五代移動通信系統應運而生。2015年6月ITU定義的5G未來移動應用包括以下三大領域：? 增強型移動寬帶 (eMBB)：人的通信是移動通信需要優先滿足的基礎需求。未來eMBB將通過更高的帶寬和更短的時延繼續提升人類的視覺體驗；? 大規模機器類通信(mMTC)：針對萬物互聯的垂直行業，IoT產業發展迅速，未來將出現大量的移動通信傳感器網絡，對接入數量和能效有很高要求；? 高可靠低時延通信(uRLLC)：針對特殊垂直行業，例如自動駕駛、遠程醫療、智能電網等需要高可靠性+低時延的業務需求。
上傳時間： 2022-06-12
上傳用戶：d1997wayne
隔離升壓DC-DC變換器在電動汽車、儲能系統、可再生能源發電以及超導儲能系統等領域有廣闊的應用前景。本文以隔離升壓全橋變換器(Isolated Boost Full Bridge Converter,簡稱IBFBC)為研究對象，針對隔離升壓型變換器的拓撲結構、起動問題、隔離變壓器漏感問題、軟開關問題和輸入電感磁復位問題等進行了系統深入的研究，解決了這一類拓撲所共有技術問題。 提出了隔離升壓DC-DC變換器拓撲族，分析比較了各種拓撲的特點，確定了以IBFBC為研究對象。對IBFBC進行了詳細的穩態分析和小信號建模分析，為其分析、設計和搭建實驗平臺提供了電路理論基礎。 理論上分析了IBFBC起動時存在電流沖擊的原因。提出了二種數字化軟起動方案，該方案對主電路進行了改造，利用DSP能靈活產生PWM波的特點采用了新的控制策略，成功實現了該系統的軟起動。 理論上分析了IBFBC隔離變壓器漏感引起功率開關管關斷電壓尖峰的原因，采用了有源箝位的方法，有效的解決電壓尖峰問題。提出了帶有源箝位IBFBC的九種PWM控制策略，提出了一種控制型軟PWM方法，在不增加主電路元器件的基礎上，通過控制PWM的發生方法，實現了有源箝位功率開關管和橋臂功率開關管的零電壓開通。 從理論上分析了IBFBC輸入電感磁復位問題。在正常停機時提出了一種數字化軟停止的方法，控制變換器由Boost工作狀態逐漸過渡到Buck工作狀態，讓輸入電感存儲的能量逐漸釋放掉，最后停止工作。對于故障保護停機，采用了繞組磁復位的方法，把輸入電感設計成反激式變換器形式，突然停機時，電感中存儲的能量通過反激式繞組釋放到輸出端，這樣保護了變換器不會損壞。 給出了主電路關鍵器件參數的設計方法，設計了以DSP-TMS320F2407為核心的數字控制單元，編寫了DSP控制程序和CPLD邏輯處理程序。研制了一臺輸出功率5KW，輸入電壓直流24V，輸出電壓直流300V的IBFBC,通過全面的性能實驗驗證了理論分析和仿真結果。 本文立足于IBFBC的關鍵技術要求，并充分考慮工程應用中的實際因素，進行了理論分析和實驗研究，為實際系統方案設計提供理論依據，并已經在實際應用中得到驗證。
上傳時間： 2013-04-24
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作為新一代直流輸電技術，基于電壓源換流器的高壓直流輸電憑借其獨特的技術優點取得了飛速的發展，并已在新能源發電系統聯網、電網非同步互聯、無源系統供電、無功補償等場合得到實際工程應用。在我國，VSC-HVDC的研究尚處于起步階段。本論文著重開展了VSC-HVDC技術的數學建模和控制策略的研究。論文的主要工作和取得的創新性成果如下： 1．建立了系統標么值模型，分析了VSC-HVDC的運行原理和穩態功率特性。明確了系統主電路參數對運行特性的影響，在此基礎上提出了一種功率定義下的換流電抗、直流電壓和直流電容以及頻域下的交流濾波器參數設計方法。 2．設計了一種基于無差拍控制的VSC-HVDC直接電流離散控制器。針對控制系統存在的VSC電壓輸出能力限制、PI控制器積分飽和現象和離散采樣時間延遲問題，提出了相應的解決方法，推導了其電流內環控制器與功率外環離散控制器的設計原則。 3．推導了換流站網側與VSC交流側功率節點以及換流電抗與損耗電阻上的瞬時功率方程，在此基礎上提出了一種換流站網側功率節點控制并補償換流電抗與損耗電阻消耗二倍頻功率的不平衡控制策略，設計了該控制策略下的雙序矢量控制器模型。同時針對傳統dq軟件鎖相環在電壓不平衡時鎖相速度慢的缺點，提出了一種基于前置相序分解的頻率自適應dq鎖相環，提高了不平衡控制算法的動態性能與穩態特性。 4．對VSC閥在交流電網低電壓故障下的過流現象進行分析并提出了一種考慮正負序分量影響的指令電流限制器，保證了故障限流效果。分析比較了VSC閥電流裕度穿越法和指令電流限制器穿越法的特性，在此基礎上提出一種結合正負序指令電流限制器與控制模式切換的交流電網低電壓穿越控制方法，從而解決交流電網低電壓故障時系統穩定與VSC過流問題。 5．在分析現有VSC-HVDC拓撲的基礎上，從降低電力電子器件直接串聯數目、器件開關頻率和簡化主電路拓撲結構三個方面出發，將傳統直流輸電中常用的變壓器隔離式多模塊結構引入VSC-HVDC系統，并針對該模塊級聯式拓撲提出一種系統協調控制與模塊獨立運行相結合的新型控制策略。針對該拓撲下送端站存在的各模塊直流側電容電壓均衡問題，提出了一種基于有功分量調節的直流側電壓控制方法。
上傳時間： 2013-06-03
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