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机器人跟踪手势姿态图像运动准确性仿真

计算机仿真 2017年第8期34卷 346-350页

作者：王命延胡茗杨文姬南昌大学信息工程学院江西南昌330031 江西农业大学软件学院江西南昌330045

对机器人跟踪手势姿态运动准确性的估计,能够有效提高人机交互效率。对手势姿态运动准确性的估计,需要通过非线性手势模型中间层,从而选取关节点处一个旋转自由度,完成对手势姿态运动准确性的估计。传统方法先对手势特征的提取,计算手... 详细信息

对机器人跟踪手势姿态运动准确性的估计,能够有效提高人机交互效率。对手势姿态运动准确性的估计,需要通过非线性手势模型中间层,从而选取关节点处一个旋转自由度,完成对手势姿态运动准确性的估计。传统方法先对手势特征的提取,计算手部轮廓曲率,但忽略了关节点处旋转自由度的选取,导致手势姿态运动准确性估计精度偏低。提出将手势姿态运动准确性估计应用于手势识别中。通过应用卷积神经网络对深度图中人手进行姿态估计,得到关键关节点的空间坐标,计算出各手指弯曲程度进行猜拳手势识别,使得机器人跟踪手势姿态运动准确性图像可以同典型手势一样被识别。其中用于姿态估计的卷积网络模型,通过加入非线性手势模型中间层,选取关节点处一个旋转自由度,得到附加的旋转变换矩阵。完成对机器人跟踪手势姿态图像运动准确性估计。实验证明,上述网络模型使手势姿态估计中平均误差降低了2.21mm。

关键词：机器人跟踪手势姿态运动准确性

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基于粒子滤波的仿人机器人跟踪算法研究

科学技术与工程 2013年第9期21卷 2523-2526页

作者：程立英赵姝颖孙奇薛定宇东北大学信息科学与工程学院沈阳110004 沈阳师范大学物理科学与技术学院沈阳110034 东软研究院东软集团股份有限公司沈阳110179

针对RoboCup标准组仿人足球机器人NAO的特点,在研究传统粒子滤波跟踪算法基础上,提出基于颜色特征和改进的粒子滤波相结合的机器人跟踪算法。改进的粒子滤波算法在传统采样重要性重采样(SIR)算法重采样过程中有选择地增加一组随机粒子,... 详细信息

针对RoboCup标准组仿人足球机器人NAO的特点,在研究传统粒子滤波跟踪算法基础上,提出基于颜色特征和改进的粒子滤波相结合的机器人跟踪算法。改进的粒子滤波算法在传统采样重要性重采样(SIR)算法重采样过程中有选择地增加一组随机粒子,解决了传统采样重要性重采样(SIR)算法因被跟踪运动目标运动不规则而出现跟丢的问题。实验结果表明,该算法增强了基于SIR的粒子滤波跟踪算法的适应性和有效性。

关键词：仿人机器人粒子滤波机器人跟踪

基于视觉的仿人足球机器人定位与跟踪算法研究

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基于视觉的仿人足球机器人定位与跟踪算法研究

作者：孙奇东北大学

学位级别：硕士

机器人足球比赛是随着智能机器人技术和分布式人工智能的发展而迅速兴起的一项高科技对抗活动,是机器人和人工智能领域最具挑战性的研究课题之一。足球比赛中的机器人定位与跟踪是机器人能否完成更高级控制决策的基础,而在多机器人、多... 详细信息

机器人足球比赛是随着智能机器人技术和分布式人工智能的发展而迅速兴起的一项高科技对抗活动,是机器人和人工智能领域最具挑战性的研究课题之一。足球比赛中的机器人定位与跟踪是机器人能否完成更高级控制决策的基础,而在多机器人、多目标的环境中进行精准的定位与跟踪是非常困难的。随着计算机视觉技术的发展,基于视觉的机器人定位与跟踪成为近年来的研究热点。因此,开展基于视觉的仿人足球机器人定位与跟踪研究具有重要的理论意义与研究价值。在深入研究了大量相关文献的基础上,本文主要针对机器人定位算法及跟踪算法进行了研究与实现。在机器人定位方面,进行了三方面的研究：第一,为了加强机器人在足球比赛中处理信息的实时性和有效性,在建立颜色表、划分机器人视觉识别区域的基础上,标定摄像机,获取内参数,构建了机器人Nao单目测距模型,获取了与路标之间的距离和角度信息,并通过实验验证了该测距模型的有效性;第二,为了校正由于机器人自身结构的不准确性导致的定位误差,本文构建了机器人Nao的D-H参数模型,完成了对仿人机器人的运动学标定;第三,针对RoboCup比赛中经常出现的机器人“绑架”问题,本文采用改进的MCL定位算法,构建了仿人机器人Nao的运动模型与感知模型,实现了机器人精确定位。在机器人跟踪方面,进行了三方面的研究：第一,通过阈值分割的方法完成了基于队标的机器人检测与识别;第二,研究了粒子滤波及Kalman滤波器在目标跟踪中的应用,并通过仿真实验对比了两种算法的跟踪效果;第三,应用粒子滤波算法,实现了基于特征的机器人跟踪。上述研究通过一系列的实验,都获得了较理想的结果。这些结果不仅说明了在机器人定位及追踪技术的研究上所采用的理论及应用该理论解决问题的方法的正确性,还说明这些研究具有一定的实际应用价值,为深入研究多机器人协同定位及RoboCup环境下实现机器人更高级的比赛策略提供了依据。

关键词：仿人机器人Nao 运动学标定粒子滤波改进MCL定位机器人跟踪

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基于视觉的机器人动态定位系统设计与实现

基于视觉的机器人动态定位系统设计与实现

作者：李含嫣华中科技大学

学位级别：硕士

基于视觉的机器人动态定位系统具有可编程性强、适应范围广、作业效率和定位精度高等特点,广泛应用于3C、医药、食品、注塑等领域。本文结合工程应用要求,针对基于视觉的机器人静、动态作业问题,对视觉标定技术、动态控制策略和机器人... 详细信息

基于视觉的机器人动态定位系统具有可编程性强、适应范围广、作业效率和定位精度高等特点,广泛应用于3C、医药、食品、注塑等领域。本文结合工程应用要求,针对基于视觉的机器人静、动态作业问题,对视觉标定技术、动态控制策略和机器人跟踪技术进行研究,设计并实现了一套能够完成静态抓取、动态跟踪的机器人视觉定位系统。设计了基于视觉定位的机器人静态抓取和动态跟踪的系统整体方案。研究了机器人与视觉坐标关系,提出了基于透视变换的视觉标定模型和四点标定方法,并通过最小二乘法实现参数求优,通过静态工件抓取实验证明,机器人静态抓取误差小于0.5mm,验证了视觉标定和定位方法的正确性和抓取精度。对于传送带上的运动工件,建立了传送带模型,提出了基于标记点对位的参数标定方法,完成了机器人、视觉、传送带各坐标系之间的相互转换。研究了传送带和工件实时更新的动态控制策略,提出了基于编码器的传送带实时检测更新方法和基于不定长FIFO队列的工件管理方法,利用实时、准确、不重复的工件信息判定机器人动作。针对位姿实时变化的不同工艺点的跟踪问题,提出了工件基准坐标系标定和工艺点示教方法,通过将操作点映射到工件实时局部坐标系实现了任意位姿、任意工艺点的实时坐标计算;在机器人执行动态跟踪过程中,详细分析了其运动过程,实现了插补点坐标计算;对跟踪效果进行了优化,提出了基于速度补偿的轨迹优化方法,减缓了机器人运动状态切换时的机械冲击。搭建了机器人动态跟踪实验平台,通过小型工件的跟随实验证明,在传送带速度不超过20m/min时,机器人动态跟随工件轮廓误差小于1mm,验证了本文提出的标定方法、动态控制策略和机器人动态跟踪的有效性和实用性。

关键词：视觉标定与定位动态控制策略机器人跟踪

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模糊控制在焊接机器人位置跟随系统上的应用

信息技术 2015年第3期39卷 186-189页

作者：张青青张振国张昊李纪文上海理工大学光电信息与计算机工程学院上海200093

介绍了一种基于ARM处理器与模糊控制算法的焊接机器人位置随动跟踪系统。在论述了模糊控制规律实现方法的基础上,提出了采用模糊控制法来实现焊接机器人与控制箱的精确同步运行,最后通过MATLAB搭建仿真平台,并验证了模糊控制方法在位置... 详细信息

介绍了一种基于ARM处理器与模糊控制算法的焊接机器人位置随动跟踪系统。在论述了模糊控制规律实现方法的基础上,提出了采用模糊控制法来实现焊接机器人与控制箱的精确同步运行,最后通过MATLAB搭建仿真平台,并验证了模糊控制方法在位置随动跟踪系统上的可行性和稳定性,从而可以在一定程度上提高了工业焊接技术水平。

关键词：机器人跟踪模糊控制 MATLAB仿真

基于优化RBF-DDA神经网络的摄像机标定

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计算机工程 2007年第24期33卷 244-246页

作者：李国友徐鹏李惠光马静霞燕山大学电气工程学院秦皇岛066004

设计了一种改进的基于动态衰减的RBF神经网络,它能够自适应地确定RBF隐层节点数、高斯函数中心值及径向基函数的宽度,克服了原算法中过多依赖先验知识设计参数的弊病,仿真实验验证了该算法的有效性。并且将此网络应用于摄像机定标中,该... 详细信息

设计了一种改进的基于动态衰减的RBF神经网络,它能够自适应地确定RBF隐层节点数、高斯函数中心值及径向基函数的宽度,克服了原算法中过多依赖先验知识设计参数的弊病,仿真实验验证了该算法的有效性。并且将此网络应用于摄像机定标中,该网络无需确定摄像机具体的内、外部参数,而且补偿了摄像机非线性畸变,使测量结果更加准确。实验结果表明,应用该神经网络进行摄像机标定能达到较高的精度,且在机器人平面跟踪实验中得到了令人满意的结果。

关键词：优化摄像机标定非线性畸变机器人跟踪