捡乒乓球机器人系统关键技术的探索与实践

论述了捡乒乓球机器人的应用场景,确定了捡乒乓球机器人系统的总体设计方案,拟定了机器人工作流程。通过对捡乒乓球机器人关键技术进行研究,提出了基于彩色图像RGB颜色分量差值的二值化乒乓球特征快速提取方法。通过增加2个辅助乒乓球靶标,采用单目视觉系统实现了机器人平面空间内的定位及过程控制,保证六自由度机器人能够正确捡起乒乓球。最后,通过实验验证了机器人系统及其算法的有效性。     

足球机器人功能系统实验平台的构建

在高校实验室中构建足球机器人功能系统的实验平台,该平台能展现足球机器人系统的视觉、决策、通信和车体动作等功能.该平台既能应用于信息、自动化、计算机应用等专业实践教学,还有助于智能控制系统课题研发.该实验平台的设计,除典型结构外还有派生结构,以体现其多面性.对目前足球机器人实体上多被采用的视觉、决策和通信系统进行了结构创新,以实现其功能的强化和拓展.     

轮式微型机器人运动机理与步态规划

在一种新型形状记忆合金驱动器的基础上,研制了一种微型蠕动机器人,该机器人采用轮式移动机构.对形状记忆合金驱动器、轮式移动机构的结构和运动机理以及机器人的步距扩大原理进行了讨论.并在此基础上,对机器人的直线运动步态和转弯步态进行了规划,使机器人在偏心轮自锁机构和换向机构作用下,不但可以前后运动,还具有主动转弯能力,在一定程度上克服了传统的形状记忆合金机器人移动速度慢、只能被动转弯的缺点.最后对形状记忆合金驱动器所需加热电流及该机器人的运动性能进行了试验分析.     

一种全向移动攀爬机器人的设计

为提高机器人在特定场地移动的灵活性和沿柱面攀爬的能力,对传统竞赛机器人从移动方式、储能方式、工作方式三方面进行全面改进,设计并制作出一种在特定工作环境下,支持全向移动并兼有沿柱面攀爬的气动型机器人。该机器人采用3个全向轮搭建系统的运动机构,通过优化的坐标变换方式控制3个运动伺服电机,实现平台的全向移动;当运动平台检测到目标柱体时,前置压力开关自动切换运动模式,气动装置推动攀爬机构压紧柱体,机器人进入自动攀爬状态。系统采用了"两主一从"攀爬方式,攀爬速度和精度均达到了预期目标。经过Matlab/Simulink仿真与实物现场测试,全向移动平均方向偏差达0.82°、攀爬高度偏差率达0.68%。实验结果验证了设计的有效性与控制的精准性,对提高竞赛机器人的性能具有一定的参考价值。     

面向机器人智能抓取任务的视觉定位实验

开发了面向机器人抓取任务的视觉定位实验平台。该实验平台基于5自由度关节式机器人实现物料抓取,采用运动控制器及伺服电机进行控制。基于机器视觉的抓取目标定位系统采用Matlab软件开发,包含图像预处理、图像分割、目标识别、坐标计算、运动路径规划等。视觉定位系统能够识别多个被抓取对象的位置、姿态,并生成抓取运动指令,通过网络与机器人运动控制器通信实现自动抓取。该实验融合了机器视觉、机器人控制、机电一体化等多方面课程知识,具有良好的开放性和广泛应用性,有利于培养学生的工程实践能力和创新能力。     

基于机器视觉的工业机器人分拣技术应用研究与系统开发

随着科学技术的不断进步,与机器人有关的技术也得到飞速发展,专家和学者关注的焦点也转移到机器人视觉技术方面,从而让机器人也拥有和人眼相似的使用功能.文章研究了基于机器视觉的工业机器人分拣系统,该系统主要包括机器人本体及工件平台、机器视觉和运动控制三大模块,对它们的结构分别进行了设计;最后重点分析了分拣系统中应用的关键技术.     

管道巡检机器人视觉系统实验教学平台设计

为加强机器人专业实验教学,提高人才培养质量,设计了一套基于管道巡检机器人的视觉系统实验教学平台。该实验平台由目标物的检测识别和目标物的定位测距两部分组成,涉及视觉系统的相机标定技术、深度学习技术、YOLO检测算法、单目定位测距技术等。实验结果表明,该视觉系统具有较强的淤积物检测识别能力和较高的淤积物检测精度。学生通过该平台不仅学习了管道机器人视觉系统的设计思路和方法,而且创新实践能力大大提高。     

FlexiJet柔性上料综合创新实验平台研制

基于智能工厂中柔性上料环节存在的实际问题,研制了集FlexiJet柔性上料机、PLC控制系统、机器视觉、机器人、数据库技术、网络技术和运动控制等为一体的FlexiJet柔性上料综合创新实验平台。该平台能够实现远程选料、柔性上料、视觉辅助、喷气调节位姿、机器人取放等功能,具有控制系统稳定、控制对象典型、控制效果良好等优势,有利于提高学生的创新能力和综合实践能力。     

全局视觉足球机器人的动态目标识别方法改进

在全局视觉小型足球机器人比赛中,为保证控制的实时性和准确性,要求机器人的视觉系统能够快速处理图像信息,并对目标进行准确的识别和跟踪,但由于受外界环境的干扰和视觉系统自身的原因,全局视觉足球机器人经常出现目标丢失或识别错误等现象。文章通过分析影响目标识别效果的各种因素,提出了相应的改进方法,并以ROBOCUP小型组足球机器人系统为平台设计了目标识别方案。     

视觉表象融入乒乓球训练路径选择与作用研究

视觉表象已经成为运动认知心理学的重要课题,关于视觉表象融入乒乓球运动实践方面的研究,均已经取得了很多丰富的研究成果。从视觉研究结论中已经证实了"视觉感知、视觉搜索与知觉技能的熟练程度"之间密切相关。因此,试就视觉表象融入乒乓球训练路径选择与训练作用展开讨论,阐述视觉感知对大脑中枢神经信息反射姿态的认知作用;视觉搜索对运动中信息快速处理协同的感知作用;视野能力对运动中信息时空范畴视觉甄别阈值的控制作用。为此,将视觉表象融入到乒乓球训练实践中,使其对视觉表象认知与转化实际训练效果等方面起到更大促进作用。     

创意之星机器人运动规划的研究与实现

随着人类探索自然界步伐的不断加速,对在复杂环境下具有自主移动能力的机器人的需求日趋急切.本研究即是基于创意之星平台介绍设计和开发的六足爬虫机器人,在Northstar图形化的编程环境下,给予六足爬虫机器人灵魂,让机器人运动起来,并能通过红外传感器进行简单的路径规划和避障.采用该平台进行机器人教学研究,能够进一步激发学生的学习兴趣、引导学生积极探索和培养创新性思维,同时它也可作为学生参加各类机器人竞赛的载体.     

猜拳机器人:胜率百分之百!

如何能保证在"石头一剪刀一布"的猜拳游戏中一场不输呢?装配高速视觉系统的机器人能够做到.目前,日本东京大学石川渡边实验室研制的机器人"Janken 3.0",是猜拳游戏的卫冕冠军,它没有输过任何一次猜拳游戏. 事实上,这款机器人的竞争核心是高速视觉系统提供的快速反应能力.     

基于机器视觉的机器人智能分拣实验平台开发

针对机器视觉和机器人技术设备分散和功能单一等问题,开发设计了基于机器视觉的机器人智能分拣综合实验平台。将机电传动控制、气动控制、工程光学、图像处理技术、机器人控制技术等有机融合,可开设物料传送装置拆装测绘、光学图像采集系统搭建、单片机控制系统设计、真空吸附搬运分拣气动回路设计、手眼标定与形状匹配图像处理、机器人操作控制、上位机软件开发等实验。该实验平台体现了教学设备的先进性和创新性,有利于提高学生的工程实践和创新能力。     

基于视觉与IMU的跟踪机器人研究

针对普通轮式机器人在运动和控制等方面的限制,设计并实现了轮式滑动转向移动机器人,该机器人具有结构简化、运动灵活、可靠性高、可控性好等特点.基于EKF实现单目视觉和IMU数据融合,运用SURF实现被跟踪对象特征的检测与匹配,结合垂直线等环境特征获取Range/Depth信息以及被跟踪对象及道路转弯信息.实验表明:该系统及相关算法有较强的实时性和鲁棒性.     

基于机器视觉的机器人抓取实验系统

针对工业机器人成本高、开源性差和维护困难等问题,设计了一种基于机器视觉的机器人抓取实验系统.该系统利用机器视觉、深度学习和路径规划等技术对目标工件进行识别、定位,并完成抓取任务.机器人系统在结构设计上采用串联结构,利用无刷直流电机作为机器人关节的驱动机构.为了解决工件识别与定位问题,利用Pytorch框架下的深度学习模...     

带有二维模拟系统的乒乓球回球落点训练装置研制

为提高乒乓球运动员的专项技能水平,研制一种带有二维模拟系统的乒乓球回球落点训练装置。该仪器由乒乓球台、N个击打单元、二维模拟系统和控制单元等部分组成。以运动员视觉信息加工特征及运动技能形成的机制为原理,目的在于提高乒乓球运动员回球的准确性、技术动作的正确性和比赛的应变性。通过将认知信息加工与动作行为应答融为一体,以变化的情景模拟训练和有效的科学监控,实现运动员专项技能的可控化训练。     

基于位置的机器人视觉伺服控制

大多数视觉伺服研究中,不考虑机器人的动力学特性,把机器人当作一个理想定位设备.结合机器人的运动学特性和动力学特性,采用基于位置的视觉伺服控制器和常规PD控制器相结合的方法,实现了机器人对目标运动的跟踪.并对一个二连杆视觉伺服系统进行了仿真,仿真结果说明了算法的有效性.     

乒乓球运动技能等级考试对湛江市乒乓球运动发展的影响研究

运用文献资料法、问卷调查法、访谈法对湛江市乒乓球运动技能等级考试的开展现状进行研究,通过搭建科学、权威的乒乓球运动技能等级考试考级平台,以考官、在训队员、在训队员家长为视角,深入探究乒乓球运动技能等级考试对湛江市乒乓球运动发展的影响,得出了:乒乓球运动技能等级考试有利于湛江市乒乓球俱乐部的进一步建设与兴起;有利于乒乓球运动技能等级考试指定考点的设立与完善;有利于湛江市高水平乒乓球运动员与考官的培养;有利于规范湛江市民乒乓球技术动作、提高乒乓球运动水平;有利于激发湛江市民乒乓球运动兴趣、建立运动习惯;有利于在训队员养成良好的学习习惯和生活态度,促进身心健康的全面发展;有利于湛江市掀起全民健身大热潮,早日实现"全民乒乓快乐乒乓"的体育盛况.     

基于机器视觉的多目标跟踪技术的研究

机器视觉可以帮助机器识别物体并对物体进行作业.本文在工业机器人的设计基础上,增加一个机器视觉系统.系统由机器人、摄像机、图像采集卡、计算机及系统软件所构成.机器人凭着这个视觉系统,可以捕获目标物体的特征并且识别目标物体,然后对物体进行定位,最后控制工业机器人完成作业任务.     

虚拟现实遥操作机器人系统研究平台的设计策略

提出了基于虚拟现实技术的临场感遥操作机器人系统研究平台的新的设计策略, 简述了其系统的设计框架, 详细描述了其中重要的核心技术. 利用八叉树数据结构构筑虚拟仿真环境的运动学和动力学模型, 采用Delphi OpenGL 3DS MAX对从机器人及其环境进行可视化仿真. 并采用摄像修正法修正虚拟几何模型定位偏差和建模误差. 所实现的研究平台软硬件设备成本低, 主、从机器人(机械手)系统及系统中所有软件均由本课题组设计、研制, 系统性能达到了研究所需要的水平, 为虚拟现实临场感遥操作机器人系统的研究提供了不可缺少的实验床.