基于FPGA的实时空中目标跟踪系统设计与实现

针对民航机场及周边空域安全管理的需求和雷达监视存在盲区易受干扰的缺点,设计了一种基于FPGA的实时空中目标跟踪系统. 针对空中目标的特点,采用灰度图像的帧间差分法进行目标检测,自适应双阈值进行目标分割,形心跟踪法进行目标跟踪,达到25帧/s的实时处理速度;算法通过设置跟踪区域和目标锁定点,排除了干扰的影响,提高了系统跟踪能力;采用形心坐标的脱靶量作为云台调整参数,依据分割目标像素大小在跟踪过程中进行了自动变焦控制;采用IDE接口硬盘作为存储介质,FAT32文件系统作为图像存储形式来记录实时图像. 外场实验表明,系统工作稳定,跟踪算法简单实用,可辅助雷达系统对飞机起降及机场空域移动目标进行跟踪监视.     

自动跟踪运输机器人模型的设计

以AT89C51单片机为控制核心,用带减速器的小型直流电机为驱动元件,在智能软件的控制下,实现了机器人的自动跟踪、避障、语音报警和相关信息显示等功能。介绍了该机器人的结构组成、控制系统及软件编程。     

基于Cognex视觉的机器人自动搬运控制

针对企业原有生产圆盘类连接轴的工艺,设计了基于Cognex视觉的机器人自动搬运系统,将S7-300 PLC、Cognex视觉系统和FANUC机器人系统集成在一起,实现了1台机器人同时为铣床和车床2个加工系统自动上下料;通过Profibus总线和Ethernet通讯将PLC技术、视觉技术与工业机器人结合起来,发挥了工业以太网传输速度快、信号稳定的优势,提高了机器人的柔性取料能力;目前已应用在企业当中,提高了企业的自动化程度及生产效率,降低了企业的用工支出。     

基于图像叠合的工程机器人立体视觉系统

立体视觉系统为遥操作工程机器人增加了视觉反馈.在对三目摄像机获取的3幅图像进行图像叠合的基础上,对比分析、求解3幅图像的视差来获取物体的视差图与深度图,进而获取物体的真实坐标,以利于三维物体重新构建.实验结果表明,利用叠合后的图像进行处理、计算,能够准确地实现三维物体的定位.     

基于双目视觉系统的运动目标跟踪算法研究

双目视觉系统能有效获取运动目标的三维信息，实现对运动目标的准确实时定位追踪，一直以来，都是学术界和工业界长期关注的焦点．本文对双目视觉系统组成部分的相关研究进展进行了系统分析，论述了现有的相关算法和基本机制．同时，结合当前稀疏表示的快速发展，阐述了稀疏表示在运动目标跟踪方面发展的可能性，对该领域有待进一步的研究方向和可能的解决方案给出一些建议．     

下肢外骨骼机器人的刚度调控与仿真分析

老年人容易引起下肢偏瘫,下肢外骨骼机器人能够帮助老年人重新站立和行走,为了解决下肢外骨骼机器人与穿戴者的运动协同、刚度调控等问题,采用Motion Analysis三维动作捕捉分析系统,记录人体以不同速度在平地行走的运动过程,获得人体下肢的刚度特性.参考人体下肢的刚度特性,利用仿生学原理,设计下肢外骨骼机器人,根据外界环境和运动方式自适应调节刚度.利用三维建模软件Catia建立穿戴者与下肢外骨骼机器人的三维模型,进行动态仿真分析.研究结果表明:穿戴者与下肢外骨骼机器人以运动速度0.8 m/s在平地行走的过程中,下肢外骨骼机器人左侧大腿均值刚度增大6.84 kN/m,下肢外骨骼机器人右侧大腿均值刚度增大7.03 kN/m,为穿戴者提供稳定支撑;下肢外骨骼机器人左侧小腿均值刚度减小1.55 kN/m,下肢外骨骼机器人右侧小腿均值刚度减小1.26 kN/m,产生柔顺化的运动效果,缓冲和吸收地面的冲击力;下肢外骨骼机器人的刚度调控范围满足穿戴者下肢的刚度变化范围,能够提高穿戴者的运动灵活性.     

仿树袋熊爬杆机器人的结构设计与仿真分析

分析树袋熊的攀爬步态,获得树袋熊关节角度的变化规律,揭示树袋熊的攀爬机理.根据树袋熊的攀爬特性,利用仿生学原理,提出爬杆机器人的结构设计,用于清洗和维护电线杆、路灯杆和斜拉桥等高层杆状建筑.采用三维建模软件Creo建立爬杆机器人的三维模型,利用动力学仿真软件ADAMS进行爬杆机器人的仿真分析.结果表明,爬杆机器人上层底...     

基于跳频技术的反恐排爆机器人通信系统设计

针对反恐排爆任务的特殊性以及固定载波频率的无线通信系统在数据发射和接收过程中,信息易受到干扰、破坏、截获等导致丢失的问题,设计了一种基于STM32和nRF905的低成本低功耗的反恐排爆机器人跳频通信系统。文中给出了系统的软硬件设计及实现方法,描述了软件跳频协议的实现方式,设计了软件跳频协议来提高系统在同频干扰下的抗干扰能力。实验结果表明:通信收发双方在1000 m的范围内,该系统可以有效地避免同频干扰,提高系统传输的可靠性。     

压电陶瓷驱动微小型机器人的运动分析与仿真

为满足桌面工厂对机器人在平面内大行程、高精度和全方位运动的要求,研制了一种压电陶瓷驱动的微小型机器人.该机器人采用stick-and-slip运动原理,通过压电陶瓷和电磁铁的配合动作,在铁磁性工作表面上实现了前进、后退、左转、右转和原地旋转运动.在假设平行配置的压电陶瓷驱动器在每一步的运动过程中保持平行基础上,分析了一步运动中机器人的4个支撑脚的坐标变化情况,进而推导出在该条件下反映机器人位姿变化的运动学差分模型.计算结果显示,机器人直线运动最大步长为0.042 0 mm,旋转运动最大偏转角度为0.185°/步.通过开环轨迹控制、点-点位姿控制和路径跟踪闭环控制实验,验证了机器人应用于桌面工厂时的可行性.     

智能果蔬分拣机器人系统设计

农业机器人的广泛应用是农业机械化得以实现的必由之路与重要标志,也是我国跻身世界农业强国之列的基本前提。基于虚拟样机与3D打印技术,研究建立果蔬分拣机器人运动模型,设计一种多功能欠驱动末端执行器,可对条形和类球形果蔬实施有效抓取;采用运动仿真等相关软件对重要工作部件进行结构分析和优化,确定其最佳参数值;最后搭建试验平台进行验证,并对农业机器人的发展前景进行展望。     

A new plan and coordination strategy for robot system based on state space

This paper proposes a general plan and coordination strategy for robot system. The state space for robot system is constructed according to the task requirement and system characteristic. Reachable state of the system is figured out by the system’s internal and external constraints. Task plan and coordination are then transformed as trajectory solving problem in the state space, by which the realizable conditions for the given task are discussed. If the task is realizable, the optimal strategy for task execution could be investigated and obtained in state space. Otherwise, it could be transformed to be realizable via adjusting the system configuration and/or task constraint, and the transformation condition could also be determined. This contributes to design, plan, and coordination of the robotic tasks. Experiments of the manipulator path planning and multi-robot formation movement are conducted to show the validity and generalization of the proposed method. Foundation item: the National Natural Science Foundation of China (No. 60675041) and the Program for New Century Excellent Talents in University (No. NCET-06-0398)     

小波分析在弧焊机器人视觉检测中的应用

针对弧焊机器人薄板对接、搭接焊缝的自动焊接问题,将小波分析应用在CCD直接获取的焊缝图像的处理中,用来提取焊缝轨迹.根据薄板的对接和搭接焊缝图像的特点,建立了斜坡型及梯形小波分析模型,通过对模型的多尺度小波变换和李氏指数的分析,可以区分焊缝的边缘类型,从而增强了焊缝轨迹提取方法的抗干扰性和适应性,也为弧焊机器人的自动化和智能化焊接提供一定的技术参考.     

基于GPS的实时机车运行信息传输系统

利用铁路既有的列车无线调度通信系统和铁路分组交换网络, 结合GPS技术, 提出了一种实现机车运行信息实时传输的方案。采用话音压缩/扩展和数据同传, 使无线列调在原来只传输话音的基础上增加了数据传送, 数据仓库又使得这些信息能在铁路相关部门实现共享, 可实现机车中低速率的数据传输。     

基于GPS技术的实时拥挤收费系统

通过拥挤收费来缓解中心城市交通拥挤,是交通管理者探讨的一个热点,也出现了一些成功实施的案例。针对目前ERP系统的不足,本文利用ITS先进技术将拥挤收费与交通信息平台相结合,提出一个基于GPS技术的实时拥挤收费系统,描述了系统的工作流程与基本功能,并且建立起多车型多准则弹性需求下的拥挤收费费率优化双层规划模型。     

基于相位补偿的电动助力转向系统控制方法

采用动力学与控制理论, 研究了具有3个集中质量的电动助力转向系统的物理和数学模型, 建立了总体结构图, 在对外环特性进行分析的基础上, 对总体结构图进行等效变换, 根据系统要求对控制系统进行了设计, 研究了控制对象的传递函数、控制系统的结构图、开环系统的Bode图、Nyquist图以及系统的稳定性, 并进行了台架试验。研究发现控制系统的结构图可以表示为内、外两环结构, 内环包含了反电动势的反馈通道, 采用快速比例积分(PI)控制的内环, 可以忽略反电动势, 没有进行相位补偿的系统幅值裕度和相位裕度约为负值, 稳定性较差, 而进行相位补偿后系统的稳定性较好。结果表明在系统低频共振频率范围内采用超前校正, 提供相位补偿是解决电动助力转向系统振动和稳定性的有效方法。     

基于dSPACE平台的柴油机测控系统硬件在环仿真

为了降低柴油机测控系统的开发时间和费用, 采用dSPACE硬件在环仿真平台, 对柴油机测控系统进行了开发。采用BP神经网络改进了柴油机准稳态模型, 使用Matlab/Simulink软件建立了TBD620V12型增压柴油机的改进准稳态模型, 并检验了新增的爆发压力模型和滑油压力模型的精度。在dSPACE处理器中运行该仿真模型, 并通过输入输出接口板及接口电路将测控系统与dSPACE平台连接, 实现了测控系统与柴油机模型的闭环仿真。仿真结果与试验数据对比表明: 相对误差小于3%, 从而可用硬件在环仿真代替实机试验, 缩短了测控系统的开发周期, 并降低了开发成本。     

基于Java3D的平面信号交叉口系统仿真系统开发初探

将仿真技术应用与交通领域是近来的一个热点,在分析几种3D建模工具的基础上,提出了一种基于JAVA3D技术的交叉口系统仿真软件的设计思路,并提出了一套可行的解决方案。采用Java3D实现物体的物理特性,结合WEB三层结构的优势,并利用Java语言对其在交叉口的行为进行模型仿真,从而观测出可能发生的各种情况,并且可以远程在线仿真,具有较好地经济性和实用价值。     

基于Lab VIEW汽车发电机测试系统设计与实现

介绍汽车发电机参数自动检测系统的结构、设计和实现技术,并对LabVIEW软件平台的设计原理、思想及其路线进行论述。通过虚拟仪器技术,力图降低汽车发电机检测系统开发成本,使其更加普及实用。结果表明,该系统能够为教学提供平台,并能够解决发电机检测不普遍的问题,能提供简洁友好的人机交互界面来进行参数的测量,易于维护和系统扩展等。     

基于WebGIS的建设用地监管系统设计与实现

传统的土地监管业务流程采用“以数管地”模式,无法快速掌握和分析国土部门的征地以及供地数据,在此基础上采用“以图管地”模式,在信息化的平台上实现图、数、实地的一致。利用WebGIS强大的数据管理、空间分析功能设计歼发无锡市滨湖建设用地监管系统,实现对建设用地监管数据的统一管理、分析和辅助决策,满足建设用地监管“以图管地”、统计分析各阶段业务需要,提高建设用地监管工作效率,为土地决策提供快速而有力地支撑。