自动追踪机器人

篇一：智能擦地机器人

智能擦地机器人

直到有一天，我有幸拥有了她—一个聪明贤惠、任劳任怨、勤劳朴实的proscenicJOJO擦地机器人以后，我真的解放了！擦地这个最无聊的活终于可以不用干了！接替我的JOJO擦地机只要我轻轻一按，就会毫无怨言的埋头苦干，兢兢业业不辞辛劳！

我相信proscenicJOJO擦地机器人是很多男人和女人梦想拥有的神器！有了她，再也不用跪着擦地了！请大家相信我，这是一个被JOJO擦地机拯救的男人的心声！

接下来将用简单的图文和视频为大家介绍一下这款proscenicJOJO擦地机的功能，看看他是如何工作的。

proscenicJOJO擦地机

proscenic包括proscenicJOJO型号，在试用了一个多月真的很不错，接下我就给大家分享下这款擦地机的功能。

这款proscenic擦地机是今年4月发布的，方外观方面采用的方形设计，这种形状是为了更好的对墙角进行清洁。配件方面有两块抹布一块用来干擦地的白色抹布，另一块是用来湿擦地的蓝色抹布。

proscenicJOJO的清洁垫采用拆卸很方便，通过磁铁和主机连接，安装也只需要对准圆柱体套上去即可试用。

GPS导航块

GPS导航块是proscenicjojo最厉害的地方，打开的时候会自动跟机器人链接类似蓝牙配对。可随时追踪机器人，帮助JOJO擦地机器人定位，分辨出已清洁和待清洁的区域，标明遇到的墙壁、障碍物和斜坡，绘制清洁区域的映射图并清洁整个地板。

会思考的擦地机器人

在试用过程中，经常会看到它工作了一会，就会停下来思考一下，可能是想一想哪里还没有擦吧？还有一个我最喜欢的特点就是带有一个软性防撞带和低噪运行马达，运行起来几乎没有任何声音，绝不打扰日常活动甚至于休息。而不像吸尘机器人，干起活来噪音很大.

proscenic擦地机器人

JOJO擦地机器人

篇二：乐科机器人客户追踪表

篇三：自动焊缝跟踪系统的设计与实现

自动焊缝跟踪系统的设计与实现

摘 要: 本文介绍了一种基于旋转电弧传感器的焊接机器人系统。系统采用惯量小，成本低，灵活性大的新型十字滑块系统作为机械传动机构；旋转电弧传感器的位置精度高，焊缝偏差小，使用各类焊缝类型；配合步进电机完成整个系统位移单元的传动，并进行位置伺服。环境预检测系统完成工作环境的检测，确保系统的安全运行，DSP主控系统完成整个系统的管理和控制，并设计了包括软件保护，机械限位保护，报警保护，电源管理保护在内的各种保护措施。为了方便系统的维护和升级，预留了标准的串口和以太网接口，可以方便对系统进行扩展升级。

关键词：焊缝跟踪；旋转电弧传感器；位置伺服；十字滑块

目录

1项目背景 ................................................................................................................................ 1

2设计要求和需求分析 ............................................................................................................ 1

3系统总指标分析 .................................................................................................................... 2

3.1 系统静态指标 ............................................................................................................... 2

3.2系统动态指标 ................................................................................................................ 2

3.3运动精度指标 ................................................................................................................ 2

3.4智能性指标分析 ............................................................................................................ 2

3.5可扩展性指标分析 ........................................................................................................ 2

3.6应用指标 ........................................................................................................................ 2

3.7环境要求 ........................................................................................................................ 3

3.8装配指标分析 ................................................................................................................ 3

4 模块设计指标和方案分析 ................................................................................................... 3

4.1总体设计方案 ................................................................................................................ 3

4.2主控系统指标分析和方案比较 .................................................................................... 4

4.3机械结构指标分析和方案比较 .................................................................................... 4

4.4 反馈系统模块指标分析和方案比较 ........................................................................... 6

4.5运动控制模块指标分析和方案比较 ............................................................................ 7

4.6机械保护模块的指标分析和方案比较 ........................................................................ 7

4.7环境检测保护模块指标分析和方案比较 .................................................................... 8

4.8接口扩展模块指标分析和方案比较 ............................................................................ 8

4.9 电源管理模块指标分析和方案比较 ........................................................................... 8

4.10 焊接指标分析与方案论证 ......................................................................................... 9

5硬件系统方案的实现 ............................................................................................................ 9

5.1总控制核心系统的实现 ................................................................................................ 9

5.2机械传动结构方案的实现 .......................................................................................... 10

5.3反馈系统模块的实现 .................................................................................................. 14

5.3.1 电弧传感器的分类及选型 ................................................................................. 14

5.3.2 旋转电弧传感器结构与工作原理 ..................................................................... 17

5.3.3 跟踪与纠偏原理 ................................................................................................. 18

5.4运动控制模块的方案实现 .......................................................................................... 20

5.4.1步进电机的选取 .................................................................................................. 20

5.4.2步进电机驱动器的选取 ...................................................................................... 22

5.4.3直线步进电机的选取 .......................................................................................... 23

5.4.4直线步进电机驱动器的选取 .............................................................................. 24

5.5 机械保护模块方案实现 ............................................................................................. 25

5.6环境检测系统的实现 .................................................................................................. 25

5.7接口扩展模块的方案实现 .......................................................................................... 27

5.8 电源管理模块方案的实现 ......................................................................................... 28

5.9报警模块的方案实现 .................................................................................................. 29

6软件控制平台的实现 .......................................................................................................... 29

6.1传感器的控制算法和模型 .......................................................................................... 29

6.1.1 传感器与系统的初始化 ..................................................................................... 29

6.1.2 传感器的算法分析 ............................................................................................. 30

6.1.3 电弧长度模型与平面拟合算法分析 ................................................................. 31

6.2电机驱动的算法 .......................................................................................................... 33

7 成本估计 ............................................................................................................................. 34

8 项目总结与改进 ................................................................................................................. 34

8.1 项目总结 ..................................................................................................................... 34

8.2.1 旋转扫描电弧传感器的问题与改进 ..................................................................... 35

8.2.2 系统与无线传感网络的通信 ................................................................................. 35

8.2.3 系统的可移植性改进 ............................................................................................. 35

9 心得体会 ............................................................................................................................. 35

参考文献： ............................................................................................................................. 38

附件 分工明细 ....................................................................................................................... 39

1项目背景

焊接是一门材料连接技术，通过某种物理化学过程使分离的材料产生原子或者分子间的作用力而连接在一起，随着焊接技术的不断发展，它在生产中的应用日趋广泛，到目前为止已经成为一种重要的加工手段。从日常生活用品，如家用电器、水暖设备等的生产到飞机、潜艇、火箭、飞船等尖端科技产品都离不开高效率、现代化的焊接技术，进一步提高焊接质量、改善劳动条件、提高劳动生产率已经成为所有焊接工作者的强烈的愿望，而采用自动控制技术是实现上述的的正确途径。焊缝自动跟踪系统的研究作为焊接领域的一个重要的方面，为了进行精确的自动焊接，必须进行焊缝自动跟踪。

国外关于焊接实时跟踪控制的研究主要集中在焊接传感器的选择以及控制方法的改进上。1985年保加利亚的D.Lakov提出了用模糊模型来描述弧焊过程的不确定性，借助于配置的非接触式激光传感器，用模糊控制推理对示教机器人的运动进行估计、预测和控制，实现焊缝的自动跟踪。1989年日本的S.Mursaami等研究了利用电弧传感弧焊机器人焊缝跟踪的模糊控制，该控制系统根据焊枪的振幅位置同焊丝与工件的距离关系判断焊点的水平和垂直位移，并在强烈的弧光、高温、烟所以下，采用基于语言规则的模糊滤波器和模糊控制器来设计焊缝跟踪控制系统，取得了较好的效果。美国Ohio州的Motoman公司推出了一种最高可以在60in_/min(152cm/min)焊接速度下进行焊缝跟踪的电弧传感跟踪系统。

我国对焊缝跟踪控制技术的研究起步较晚。80年代末以清华大学潘际銮院士为首的课题组在旋转电弧传感器方面做了大量的研究，并取得了有价值的成果。1993年清华大学博士廖宝剑在博士生费跃家的研究基础上，研制成功了一种空心轴电机驱动的旋转扫描传感器，并获得了国家专利。此后江西大学在此基础上在小型化和减震方面做了深入的研究，并做了进行一步的改进，并制造了样机。清华大学吴世德的博士论文较系统的研究了电弧传感器信息处理技术，通过空间变换，进行了扫描电弧传感器信号的频域特征分析，提出了特征滤波向量的电弧传感的信号处理方法。

2设计要求和需求分析

众所周知,焊工可以通过眼睛或者工业电视观察焊接熔池来对工件或焊枪进行调整并能达到很高的精度。但是这依赖于焊工个人的经验、带有主观性、劳动强度大、并受烟尘和弧光的影响,也会产生偏差。因此，很有必要实现焊缝偏差的自动控制。但在实际生产中,由于工件的加工、安装误差,以及工件的热变形等使得焊接过程是一个复杂的过程，具有时变、非线性及干扰因素多等特点：

（1）耐强光，耐热。所设计的跟踪焊接装置应该能够在焊接时产生的强光、强热环境下正常工作。

（2）高精度。为了保证焊接零件的加工质量并提高效率，首先要保证系统的定位精度和加工精度。因此，在跟踪系统各轴位置控制中要求有高的定位精度，即在mm的数量级内。而在速度控制中，要求有高的调速精度、强的抗负载扰动的能力，也即要求静态和动态速降尽可能小；

1

篇四：智能机器人运动控制和目标跟踪

XXXX大学

《智能机器人》结课论文

移动机器人对运动目标的检测跟踪方法

学院（系）： 专业班级： 学生学号： 学生姓名：

成 绩：

目录

摘要 ........................................................................................................................ 1

0、引言 .....................................................................................................................1 1、运动目标检测方法 ...............................................1 1．1 运动目标图像HSI差值模型 .....................................1

1.2 运动目标的自适应分割与提取 .................................2

2 运动目标的预测跟踪控制 .......................................3 2．1 运动目标的定位 ..............................................3 2．2 运动目标的运动轨迹估计 .......................................4

2．3 移动机器人运动控制策略 ......................................6 3 结束语 .........................................................6

参考文献 .........................................................7

一种移动机器人对运动目标的检测跟踪方法

摘要：从序列图像中有效地自动提取运动目标区域和跟踪运动目标是自主机器人运动控制的研究热点之一。给出了连续图像帧差分和二次帧差分改进的图像HIS差分模型，采用自适应运动目标区域检测、自适应阴影部分分割和噪声消除算法，对无背景图像条件下自动提取运动目标区域。定义了一些运动目标的特征分析和计算 ，通过特征匹配识别所需跟踪目标的区域。采用 Kalrnan预报器对运动目标状态的一步预测估计和两步增量式跟踪算法，能快速平滑地实现移动机器人对运动目标的跟踪驱动控制。实验结果表明该方法有效。

关键词：改进的HIS差分模型；Kahnan滤波器；增量式跟踪控制策略。 0、引言

运动目标检测和跟踪是机器人研究应用及智能视频监控中的重要关键技术 ，一直是备受关注的研究热点之一。在运动目标检测算法中常用方法有光流场法和图像差分法。由于光流场法的计算量大，不适合于实时性的要求。对背景图像的帧问差分法对环境变化有较强的适应性和运算简单方便的特点，但帧问差分不能提出完整的运动目标，且场景中会出现大量噪声，如光线的强弱、运动目标的阴影等。

为此文中对移动机器人的运动目标检测和跟踪中的一些关键技术进行了研究，通过对传统帧间差分的改进，引入 HSI差值模型、图像序列的连续差分运算、自适应分割算法、自适应阴影部分分割算法和图像形态学方法消除噪声斑点，在无背景图像条件下自动提取运动 目标区域。采用 Kalman滤波器对跟踪目标的运动轨迹进行预测，建立移动机器人跟踪运动 目标的两步增量式跟踪控制策略，实现对目标的准确检测和平滑跟踪控制。实验结果表明该算法有效。 1、运动目标检测方法

接近人跟对颜色感知的色调、饱和度和亮度属性 (H，S，I )模型更适合于图像识别处理。因此，文中引入改进 型 HSI帧差模型。 1．1 运动目标图像HSI差值模型

设移动机器人在某一位置采得的连续三帧图像序列 fk?1?x,y?，fk?x,y?，

fk?1?x,y?

根据仿人眼对色度的敏感系数比亮度要低，通过对图像色调H、饱和度S和亮度I属性的敏感系数调整，将所得序列每一帧图像转换为更能突出移动目标的改进型HSI图像fi?x，y?，如下式：

fi?x,y???WHHi?x,y?,WSSi?X,Y?,WIIi?X,Y????H??x,y?,S??x,y?,I??x,y???i?k?1,k,k?1? ................................................................(1) 其中：WH,WS,WI，分别为设定 的色调、饱和度和亮度的敏感系数。

将通过公式(1)转化后的第k与第是k-1帧图像差分，第k+1与第k帧图像差分。

定义1 帧差分图像计算模型如下：

fd1?x,y??H?k?x,y??H?k?1?x,y?,S?k?x,y??S?k?1?x,y,I?k?x,y??I?k?1?x,y?.（2） fd2?x,y??H?k?1?x,y??H?k?x,y,S?k?1?x,y??S?k?x,y,I?k?1?x,y??I?k?x,y?...（3）

其中：fd1?x,y?，fd2?x,y?为连续三帧图像序列的帧差分后的结果。 1、2 运动目标的自适应分割与提取 定义 2 二次帧差分图像运算为：

YH?x,y??fd2?x,y??fd1?x,y??? YH(x,y)YS?x,y?YI?x,y??...................（4） 运算规则定义为：

YH?x,y??minH?k(x,y)?H?k?1?x,y?,H?k?1?x,y??H?k?x,y? YS?x,y??minS?k?x,y??S?k?1?x,y,S?k?1?x,y??S?k?x,y? YI?x,y??minI?k?x,y??I?k?1?x,y,I?k?1?x,y??I?k?x,y?

其中：Y(x,y)为相与运算所得结果 ，相与运算为对fd1?x,y?，fd2?x,y?两个帧差分图像的色度 H、饱和度S和亮度J值取极小运算。

为了确定出两个帧差分图像结果fd1?x,y?，fd2?x,y?做相与运算结果所得区域，利用类间距与类内距之比作为最佳分割的目标函数确定出图像序列中的运动目标移动部分区域

Ym?x,y?和背景区域。

2 运动目标的预测跟踪控制 2．1 运动目标的定位

① 计算跟踪运动目标区域的重心点的横坐标、纵坐标为： mx

xO?x,y?????

?

Ox,y??

R

x,y?OR

R

x,y?OR

my

yO?x,y?????

.....................................（5） ?

Ox,y??

R

x,y?OR

R

x,y?OR

其中：OR为二值化图像中的确定要跟踪的运动目标区域。 ② 计算跟踪运动目标区域的重心点的深度坐标值。

文中采用单摄像机近似小孔成像原理的测距方法，较精确地计算出深度距离

mz值。

实际中机器人摄像机采用的是正对前方的放置方式，高度已经测定为H，焦距已经测定 为 f。如图 1所示。

图像原点D?x0,y0? H

B(x,y)

图 1 小孔成像原理的测距示意图

由图 1可得 ，C是摄像机，O是摄像机在地面上的投影，图像成像面中心点坐标为D?x0,y0?运动目标重心点正下方的边缘点的三维立体坐标为

A?XA,YA,ZA?，该点在图像上 的投影点坐标为B?XB,YB?。

则三角形 ACO与三角形 CDB相似，经过计算可以得出物体地面上的点与摄像机的水平距离mz。

mz?f?H

（6） YB?y0? ...............................

其中：是摄像机成像像素的纵向物理尺寸，H为摄像机与地面高度。

篇五：乒乓球追踪机器人设计

课 程 设 计

沈阳工程学院

课程设计任务书

课程设计题目： 乒乓球追踪机器人设计

系 别 自控系 班级 测控本091班 学生姓名 刘礼旭 学号 2009308120 指导教师 祝尚臻 职称 讲师 课程设计进行地点： 实训F430 任 务 下 达 时 间： 12年 7月9日

起止日期： 12年7月9日起——至12年7月13日止

教研室主任 吕勇军 2012年 7月 9 日批准

乒乓球追踪机器人设计

1设计目的及基本要求：

1.1设计目的

（1）了解机器人技术的基本知识以及有关电工电子学、单片机、机械设计、传感器等相关技术。

（2）初步掌握机器人的运动学原理、基于智能机器人的控制理论，并应用于所设计的机器人中。

（3）通过学习，具体掌握机器人的控制技术，并使机器人能独立执行一定的任务。 1.2基本要求

（1）要求设计一个能追踪乒乓球的机器人。

（2）要求设计机器人的行走机构，控制系统、传感器类型的选择及排列布局。 （3）要求机器人具有乒乓球追踪功能，避障功能（不能撞到障碍物上）。 1.3 发挥部分

自由发挥

2对设计论文撰写内容、格式、字数的要求；

（1） 课程设计论文是体现和总结课程设计成果的载体，一般不应少于3000字。

（2） 学生应撰写的内容为：中文摘要和关键词、目录、正文、参考文献等。课程设计论文的结构及各部分内容要求可参照《沈阳工程学院毕业设计（论文）撰写规范》执行。应做到文理通顺，内容正确完整，书写工整，装订整齐。 （3） 论文要求打印，打印时按《沈阳工程学院毕业设计（论文）撰写规范》的要求进行打印。

（4） 课程设计论文装订顺序为：封面、任务书、成绩评审意见表、中文摘要和关键词、目录、正文、参考文献。

3时间进度安排；

2012-7-9

沈 阳 工 程 学 院

机器人 课程设计成绩评定表

摘要

机器人是现代一种典型的光机电一体化产(来自:WWw.SmhaiDa.com 海达范文网:自动追踪机器人)品，机器人学也是当今世界极为活跃的研究领域之一，它涉及计算机科学、机械学、电子学、自动控制、人工智能等多个学科。

机器人从出现到现在的短短几十年中，已经广泛应用于国民经济的各个领域，在现代工业生产中，机器人已成为人类不可或缺的好帮手；在航空航天、海底探险中，机器人更是能完成人类所难以完成的工作。随着计算机、人工智能和光机电一体化技术的迅速发展，机器人已经不仅仅局限于在工业领域的应用，它还将发展成具有人类智能的智能型机器人，具有一定的感觉思维能力和自主决策能力。

与乒乓球追踪机器人相关的还有打乒乓球机器人，其关键技术是图像处理，亦即机器视觉系统。机器视觉系统是指通过机器视觉产品将被摄取目标图像信号转变成数字化信号,然后由图像处理系统对这些信号进行各种运算来抽取目标的特征，进而根据判别的结果来控制现场的设备动作，即机器视觉就是用机器代替人眼来做测量和判断。目前机器视觉系统是实现仪器设备的精密控制、智能化、自动化的有效途径，堪称现代工业生产的“机器眼睛”。

目前如何让机器也拥有人一样的视觉，让机器人更好地服务于人类，以及如何更好地运用机器视觉已经成为当今科学及工业运用领域的前沿技术，已经成为一门内容丰富的综合性学科。随着机器视觉技术的不断发展，未来机器视觉将在人类生活的各个方面发挥举足轻重的作用，为此发展机器视觉将具有重要的科学价值和意义。

基于机器视觉的乒乓球追踪机器人就是利用TI公司的DSP C6711开发平台和结合他人的研究成果自行设计的硬软件来构建机器视觉开发平台，来开发和运用机器视觉。

关键词 机器人；乒乓球追踪；机器视觉系统；DSP

作文素材