基于 PDA 的 CPⅢ轨道控制网数据采集系统的设计与实现

为了提高C PⅢ轨道控制测量数据采集的效率,结合PD A 与测量机器人联合作业的技术特点,以Visual studio 2008和Visual C＃．NET 为开发平台和开发语言,采用串口通信和多线程技术,设计了基于PD A的C PⅢ轨道控制网数据采集系统。系统解决了国内外同类软件彼此间平台不统一、数据不兼容的问题,实现了在任意一款基于Windows Mobile操作系统的手簿上进行项目管理、数据通信、自动测量、质量控制和成果输出的功能。     

基于机械臂的温度传感器抗干扰检定系统

针对既有气象温度自动检定系统无法满足传感器年检量不断攀升的现状,为实现温度检定全程无人参与,提出一种基于机械臂的温度传感器检定系统。首先设计系统的并行控制工作模式及总体架构,然后指出搭建系统的关键技术是实现现场通信抗干扰,即分析电源共地、磁场环境、现场通信等要素共同作用使标准器示值持续跳变问题,最后提出一种抗干扰方法,并对优化后的系统进行对比测试。试验结果表明,该方法可使标准器示值回复至稳定状态,充分保证系统正常运行。     

气象要素探测机器人的设计及测距准确度

将气象传感器引入到机器人系统中,自主研发了一种气象要素探测机器人,该机器人基于C8051F120内核,能够实时检测声纳、温度、湿度、气压、风速、风向等气象要素以及机器人自身的位姿,通过对位姿的判断可进一步进行自主导航和环境建模.采用中值滤波和曲线拟合,可以准确计算气象探测机器人与障碍物的距离,为进一步的研究提供了可靠保障.     

基于引导角的非完整移动机器人轨迹跟踪控制

研究非完整移动机器人的轨迹跟踪控制问题。首先根据移动机器人侧向误差和角度误差的几何关系,提出了一种基于引导角的轨迹跟踪控制方法。然后利用Lyapunov直接法和积分Backstepping方法设计了基于引导角的轨迹跟踪控制器,并证明了移动机器人轨迹跟踪误差收敛性。最后通过仿真结果验证了本文方法的有效性。     

基于BIM的复杂钢结构施工放样应用

随着科学技术的不断发展,工程质量的好坏与施工放样大有关联,测量工程与测量仪器也在不断更新,促使施工放样工作越来越简化,精度越来越高。结合某高铁枢纽火车站施工放样项目,详细探讨基于BIM技术的测量机器人智能施工放样的方法。针对异形钢结构钢梁狭窄设站空间受限及钢结构工程施工速度快等问题,阐述了基于测量机器人设站方式及详细的放样方法与步骤,利用移动终端直接在BIM模型上选取放样点,并利用仪器自动追踪功能简化了放样流程。BIM模型与测量机器人的相结合,实现了点位的快速放样,极大的提高了放样效率。     

水下机器人标准体系框架构建探索

水下机器人作为一类特种机器人,日益成为探索海洋奥秘、开发海洋资源的重要工具,被称为海洋高技术的皇冠,正逐步成为国家间海洋技术竞争的制高点。水下机器人标准体系最直接的作用是指导、规范水下机器人标准制定工作,使人们清楚水下机器人标准化工作方向和重点,有助于推动水下机器人研发和产业化进程,促进快速、健康发展。文章在介绍国内外水下机器人标准制订的基础上,探讨水下机器人标准体系框架构建思路,提出标准体系建设路径,明确水下机器人标准化工作范围和领域,并构建了水下机器人标准体系序列结构、三维结构、层次结构3种框架模型,为构建我国水下机器人标准体系提供了有价值的参考。     

一种环境侦察机器人的控制器

为方便控制环境侦察机器人现场作业,设计了一种环境侦察机器人的操纵装置.分析了环境侦察机器人及其控制装置的研究现状,在介绍了多种移动机器人的操作方式的基础上,根据环境侦察机器人工作性质的特殊性,提出了一种适合于环境侦察机器人的操纵装置的设计,并给出了操纵方法.     

移动机器人道路图像的快速分割方法

本文针对影响道路场景分割效果的 2个最主要因素 :阴影和水迹 ,提出了用 3个有效彩色特征量来描述道路、阴影和水迹的特征 ,并提出了特征图像的快速提取方法 ,实现了道路图像一维直方图的全局快速分割。实验结果表明 :本文提出的分割方法可以有效地消除阴影或水迹对道路图像分割效果的影响 ,且满足一般道路场景下移动机器人实时导航的要求。     

深海采矿机器人行走液压系统特性研究

针对深海采矿机器人"鲲龍500"行走液压系统,建立深海采矿机器人行走液压系统理论模型,分析深海高压和低温环境对油液特性影响,并基于AMESim软件平台,建立深海采矿机器人行走液压系统数值模型,研究了0～6 000 m不同作业深度下的行走液压系统泵和马达的动态特性,以及在6 000 m水深时不同牌号液压油和行走启动特性对其行走性能的影响,对比分析了深海采矿机器人水池行走试验和500 m海底行走试验的行走泵的输出压力与流量曲线与其数值模拟曲线。研究表明,随着超过1 000 m作业水深的增加,深海行走液压系统的动态响应性能和稳定性显著降低,通过减小行走输入电压斜坡斜率和减小控制电压可以提高行走液压系统的稳定性,并通过试验验证了行走液压系统数值建模与仿真的正确性,为深海液压系统研究提供理论基础。     

室内环境下立体视觉惯导融合定位

针对室内服务机器人在居家环境下导航定位问题,本文研究了紧耦合非线性优化的立体视觉惯性融合导航方法。本文采用预积分、边缘化、滑动窗口优化等关键技术,提出了一种稳健的视觉惯性导航系统初始化方法。运用于室内家庭服务机器人中,设计并实现了对应的视觉惯性融合导航系统。在搭建的模拟居家环境下,验证了本文系统的初始化方法能够提供稳健、准确的系统初值;最后通过试验验证了本文定位系统的准确性与稳定性,定位误差可控制在0.1 m以内。