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视觉分拣机器人毕业论文

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视觉分拣机器人毕业论文

机器人是由计算机控制的通过编程具有可以变更的多功能的自动机械,下面是我整理的机器人技术论文,希望你能从中得到感悟!

刍议智能机器人及其关键技术

【摘 要】文章介绍了机器人的定义,阐述了智能机器人研究领域的关键技术,最后展望了智能机器人今后的发展趋势。

【关键词】智能机器人;信息融合;智能控制

一、机器人的定义

自机器人问世以来,人们就很难对机器人下一个准确的定义,欧美国家认为机器人应该是“由计算机控制的通过编程具有可以变更的多功能的自动机械”;日本学者认为“机器人就是任何高级的自动机械”,我国科学家对机器人的定义是:“机器人是一种自动化的机器,所不同的是这种机器具备一些与人或生物相似的智能能力,如感知能力、规划能力、动作能力和协同能力,是一种具有高度灵活性的自动化机器。”目前国际上对机器人的概念已经渐趋一致,联合国标准化组织采纳了美国机器人协会(RIA:Robot Institute of America)于1979 年给机器人下的定义:“一种可编程和多功能的,用来搬运材料、零件、工具的操作机;或是为了执行不同的任务而具有可改变和可编程动作的专门系统。”概括说来,机器人是靠自身动和控制能力来实现各种功能的一种机器。

二、智能机器人关键技术

随着社会发展的需要和机器人应用领域的扩大,人们对智能机器人的要求也越来越高。智能机器人所处的环境往往是未知的、难以预测的,在研究这类机器人的过程中,主要涉及到以下关键技术:

(1)多传感器信息融合。多传感器信息融合技术是近年来十分热门的研究课题,它与控制理论、信号处理、人工智能、概率和统计相结合,为机器人在各种复杂、动态、不确定和未知的环境中执行任务提供了一种技术解决途径。机器人所用的传感器有很多种,根据不同用途分为内部测量传感器和外部测量传感器两大类。内部测量传感器用来检测机器人组成部件的内部状态,包括:特定位置、角度传感器;任意位置、角度传感器;速度、角度传感器;加速度传感器;倾斜角传感器;方位角传感器等。外部传感器包括:视觉(测量、认识传感器)、触觉(接触、压觉、滑动觉传感器)、力觉(力、力矩传感器)、接近觉(接近觉、距离传感器)以及角度传感器(倾斜、方向、姿式传感器)。多传感器信息融合就是指综合来自多个传感器的感知数据,以产生更可靠、更准确或更全面的信息。经过融合的多传感器系统能够更加完善、精确地反映检测对象的特性,消除信息的不确定性,提高信息的可靠性。融合后的多传感器信息具有以下特性:冗余性、互补性、实时性和低成本性。目前多传感器信息融合方法主要有贝叶斯估计、卡尔曼滤波、神经网络、小波变换等。

(2)导航与定位。在机器人系统中,自主导航是一项核心技术,是机器人研究领域的重点和难点问题。导航的基本任务有3点:一是基于环境理解的全局定位:通过环境中景物的理解,识别人为路标或具体的实物,以完成对机器人的定位,为路径规划提供素材;二是目标识别和障碍物检测:实时对障碍物或特定目标进行检测和识别,提高控制系统的稳定性;三是安全保护:能对机器人工作环境中出现的障碍和移动物体作出分析并避免对机器人造成的损伤。机器人有多种导航方式,根据环境信息的完整程度、导航指示信号类型等因素的不同,可以分为基于地图的导航、基于创建地图的导航和无地图的导航3类。根据导航采用的硬件的不同,可将导航系统分为视觉导航和非视觉传感器组合导航。视觉导航是利用摄像头进行环境探测和辨识,以获取场景中绝大部分信息。目前视觉导航信息处理的内容主要包括:视觉信息的压缩和滤波、路面检测和障碍物检测、环境特定标志的识别、三维信息感知与处理。非视觉传感器导航是指采用多种传感器共同工作,如探针式、电容式、电感式、力学传感器、雷达传感器、光电传感器等,用来探测环境,对机器人的位置、姿态、速度和系统内部状态等进行监控,感知机器人所处工作环境的静态和动态信息,使得机器人相应的工作顺序和操作内容能自然地适应工作环境的变化,有效地获取内外部信息。

(3)路径规划。路径规划技术是机器人研究领域的一个重要分支。最优路径规划就是依据某个或某些优化准则(如工作代价最小、行走路线最短、行走时间最短等),在机器人工作空间中找到一条从起始状态到目标状态、可以避开障碍物的最优路径。路径规划方法大致可以分为传统方法和智能方法两种。传统路径规划方法主要有以下几种:自由空间法、图搜索法、栅格解耦法、人工势场法。大部分机器人路径规划中的全局规划都是基于上述几种方法进行的,但这些方法在路径搜索效率及路径优化方面有待于进一步改善。人工势场法是传统算法中较成熟且高效的规划方法,它通过环境势场模型进行路径规划,但是没有考察路径是否最优。智能路径规划方法是将遗传算法、模糊逻辑以及神经网络等人工智能方法应用到路径规划中,来提高机器人路径规划的避障精度,加快规划速度,满足实际应用的需要。其中应用较多的算法主要有模糊方法、神经网络、遗传算法、Q学习及混合算法等,这些方法在障碍物环境已知或未知情况下均已取得一定的研究成果。

(4)机器人视觉。视觉系统是自主机器人的重要组成部分,一般由摄像机、图像采集卡和计算机组成。机器人视觉系统的工作包括图像的获取、图像的处理和分析、输出和显示,核心任务是特征提取、图像分割和图像辨识。而如何精确高效的处理视觉信息是视觉系统的关键问题。目前视觉信息处理逐步细化,包括视觉信息的压缩和滤波、环境和障碍物检测、特定环境标志的识别、三维信息感知与处理等。其中环境和障碍物检测是视觉信息处理中最重要、也是最困难的过程。机器人视觉是其智能化最重要的标志之一,对机器人智能及控制都具有非常重要的意义。目前国内外都在大力研究,并且已经有一些系统投入使用。

(5)智能控制。随着机器人技术的发展,对于无法精确解析建模的物理对象以及信息不足的病态过程,传统控制理论暴露出缺点,近年来许多学者提出了各种不同的机器人智能控制系统。机器人的智能控制方法有模糊控制、神经网络控制、智能控制技术的融合(模糊控制和变结构控制的融合;神经网络和变结构控制的融合;模糊控制和神经网络控制的融合;智能融合技术还包括基于遗传算法的模糊控制方法)等。近几年,机器人智能控制在理论和应用方面都有较大的进展。在模糊控制方面,等人论证了模糊系统的逼近特性,首次将模糊理论用于一台实际机器人。模糊系统在机器人的建模控制、对柔性臂的控制、模糊补偿控制以及移动机器人路径规划等各个领域都得到了广泛的应用。在机器人神经网络控制方面,CMCA(Cere-bella Model Controller Articulation)应用较早的一种控制方法,其最大特点是实时性强,尤其适用于多自由度操作臂的控制。

(6)人机接口技术。智能机器人的研究目标并不是完全取代人,复杂的智能机器人系统仅仅依靠计算机来控制目前是有一定困难的,即使可以做到,也由于缺乏对环境的适应能力而并不实用。智能机器人系统还不能完全排斥人的作用,而是需要借助人机协调来实现系统控制。因此,设计良好的人机接口就成为智能机器人研究的重点问题之一。人机接口技术是研究如何使人方便自然地与计算机交流。为了实现这一目标,除了最基本的要求机器人控制器有1个友好的、灵活方便的人机界面之外,还要求计算机能够看懂文字、听懂语言、说话表达,甚至能够进行不同语言之间的翻译,而这些功能的实现又依赖于知识表示方法的研究。因此,研究人机接口技术既有巨大的应用价值,又有基础理论意义。目前,人机接口技术已经取得了显著成果,文字识别、语音合成与识别、图像识别与处理、机器翻译等技术已经开始实用化。另外,人机接口装置和交互技术、监控技术、远程操作技术、通讯技术等也是人机接口技术的重要组成部分,其中远程操作技术是一个重要的研究方向。

三、总结与展望

机器人是自动化领域的主题之一,人们几十年来对机器人的开发和研究,使机器人技术取得了巨大的进步。随着人工智能、智能控制和计算机技术的发展,机器人的应用领域必将不断扩大,性能不断提高,在未来的生产、生活、科研当中会发挥更重要的作用。

参 考 文 献

[1]孙华,陈俊风,吴林.多传感器信息融合技术及其在机器人中的应用[J].传感器技术.2003,22(9):1~4

[2]王灏,毛宗源.机器人的智能控制方法[M].北京:国防工业出版社,2002

[3]金周英.关于我国智能机器人发展的几点思考[J].机器人技术与应用.2001(4):5~7

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最多追加100好吧,怎么都喜欢人啊 微型机器人的发展和研究现状 摘要: 微型机器人是微电子机械系统的一个重要分支, 由于它能进入人类和宏观机器人所不及的狭小空间内作业, 近几十年来受到了广泛的关注。本文首先给出了近年来国内外出现的几种微型机器人, 在分析了其特点和性能的基础上, 讨论了目前微型机器人研究中所遇到的几个关键问题, 并且指出了这些领域未来一段时间内的主要研究和发展方向。 关键词: 微型机器人; 微驱动器 近年来, 采用MEMS 技术的微型卫星、微型飞行 器和进入狭窄空间的微机器人展示了诱人的应用前 景和军民两用的战略意义。因此, 作为微机电系统技 术发展方向之一的基于精密机械加工微机器人技术 研究已成为国际上的一个热点, 这方面的研究不仅有 强大的市场推动, 而且有众多研究机构的参与。以日 本为代表的许多国家在这方面开展了大量研究, 重点 是发展进入工业狭窄空间微机器人、进入人体狭窄空 间医疗微系统和微型工厂。国内在国家自然科学基 金、863 高技术研究发展计划等的资助下, 有清华大 学、上海交通大学、哈尔滨工业大学、广东工业大 学、上海大学等科研院所针对微型机器人和微操作系 统进行了大量研究, 并分别研制了原理样机。目前国 内对微型机器人的研究主要集中在三个领域[6] : (1) 面向煤气、化工、发电设备细小管道探测的微型机器 人。(2) 针对人体、进入肠道的无创诊疗微型机器 人。(3) 面向复杂机械系统非拆卸检修的微型机器 人。 1 微型机器人的发展和研究状况 根据国内开展微型机器人研究的实际情况, 我们 着重讨论微型管道机器人、无创伤微型医疗机器人和 特殊作业的微型机器人。 111 微型管道机器人 微管道机器人是基于狭小空间内的应用背景提 出的, 其环境特点是在狭小的管状通道或缝隙行走进 行检测, 维修等作业。由于与常规条件下管内作业环 境有明显不同, 其行走方式及结构原理与常规管道机 器人也不同, 因此按照常规技术手段对管道机器人按 比例缩小是不可行的。有鉴于此, 微型管道机器人的 行走方式应另辟蹊径。近年来随着微电子机械技术的 发展和晶体压电效应和超磁致伸缩材料磁- 机耦合 技术应用的发展, 使新型微驱动器的出现和应用成为 现实。微驱动器的研究成果已成为微管道机器人的重 要发展基础[1] 。 日本名古屋大学研制成一种微型管道机器人, 可 用于细小管道的检测, 在生物医学领域的小空间内作 微小工作。这种机器人可以由管道外面的电磁线圈驱 动, 而无须以电缆供电。日本东京工业大学和NEC 公司合作研究的螺旋式管内移动微机器人, 在直径为 Φ2514mm的直管内它的最大运动速度是260mm/ s , 最 大牵引力是12N。法国Anthierens 等人研制出了适用 于Φ16mm的蠕动式机器人, 此种微型机器人的最大 运动速度为5mm/ s , 负载可达20N , 具有很高的运动 精度, 负载大, 但运动速度较慢且结构复杂。 国内的上海大学和上海交通大学都研制出了惯性 冲击式管道微机器人, 上海交通大学的微机器人采用 层叠型压电驱动器驱动; 上海大学的微机器人驱动器 有层叠型和双压电薄膜两种类型[3] 。图1 所示为双压 电薄膜微小管道机器人其运动机理, 该机器人采用双 压电薄膜驱动器, 相对于单压电薄膜, 增大了驱动 力, 提高了承载能力。该机构的最大移动速度可以达 到15mm/ s , 具有前进、后退、上升和下降功能。 112 微型医疗机器人的发展 近几年来, 医疗机器人技术的研究与应用开发进 展很快, 微型医疗机器人是其中最有发展前途的应用 领域, 据日本科学技术政策研究所预测, 到2017 年 医疗领域使用微型机器和机器人的手术将超过全部 医疗手术的一半。因此日本制定了采用“机器人外科 医生”的计划, 并正在开发能在人体血管中穿行、用 于发现并杀死癌细胞的超微型机器人。美国马里兰州 的约翰·霍普金实验室研制出一种“灵巧药丸”, 实际 上是装有微型硅温度计和微型电路的微型检测装置, 吞入体内, 可以将体内的温度信息发给记录器。瑞典 科学家发明了一种大小如英文标点符号的机器人, 未 来可移动单一细胞或捕捉细菌, 进而在人体内进行各 种手术。 国内的的许多科研院所主要开展了无创伤微型 医疗机器人的研究, 取得了一些成果。无损伤医用机 器人主要应用于人体内腔的疾病医疗, 它可以大大减 轻或消除目前临床上使用的各类窥镜、内注射器、内 送药装置等医疗器械给患者带来的严重不适合及痛 苦。中国科学技术大学在国家自然科学基金的资助下 研制出了基于压电陶瓷驱动的多节蛇行游动腹腔手 术术微型机器人, 该机器人将CCD 摄像系统, 手术 器械及智能控制系统分别安装在微型机器人的端部, 通过开在患者腹部的小口, 伸入腹腔进行手术。其特 点是响应速度快, 运动精度高, 作用力与动作范围 大, 每一节可实现两个自由度方向上±60°范围内迅 捷而灵活的动作, 图2 所示的是利用腹腔手术机器人 进行手术的场景[5] 。浙江大学也研制出了无损伤医用 微型机器人的原理样机, 该微型机器人以悬浮方式进 入人体内腔(如肠道, 食道) , 可避免对人体内腔有 机组织造成损伤, 运行速度快, 速度控制方便。 113 特殊作业微型机器人的发展 除了上述提到的微型管道机器人和无创伤微型 医疗机器人以外, 国内外一些科研工作者广泛开展了 进行特殊作业微型机器人的研究。这种微型机器人配 备相应的传感器和作业装置, 在军事和民用方面具有 非常好的发展前景。 美国国家安全实验室制造出了有史以来世界上 最小的机器人, 这部机器人重量不到28g , 体积为 411cm3 , 腿机构为皮带传送装置, 该机器人可以代替 人去完成许多危险的工作。美国海军发明了一种微型 城市搜救机器人, 该机器人曾在2001 年“9111”事 件发生后的世贸废墟搜救现场大显身手。日本三菱电 子公司、松下东京研究所和Sumitomo 电子公司联合研 制出只有蚂蚁大小的微型机器人, 该机器人可以进入 空间非常狭小的环境从事修理工作, 身体两侧有两个 圆形的连接器可以与其他机器人相连接完成一些特殊 的任务。 由于自然界中的生物具有人类无法比拟的某些机 能, 因此近年来利用自然界生物的运动行为和某些机 能进行机器人设计、实现其灵活控制、受到了机器人 学者的广泛重视。国内已有多所高校和科研院所在开 展微型仿生机器人方面的研究。上海交通大学基于仿 生学原理, 利用六套并联平面四连杆机构、微型直流 电动机及相应的减速增扭机构研制出了微型六足仿生 机器人, 体积微小, 具有良好的机动性。该机器人长 30mm, 宽40mm, 高20mm, 重613 克, 其步行速度达 到3mm/ s[2] 。上海大学也进行了一些微型仿生机器人 的研究工作。 2 微型机器人发展中面临的问题 (1) 驱动器的微型化 微驱动器是MEMS 最主要的部件, 从微型机器人 的发展来看, 微驱动技术起着关键作用, 并且是微机 器人水平的标志, 开发耗能低、结构简单、易于微型 化、位移输出和力输出大, 线性控制性能好, 动态响 应快的新型驱动器(高性能压电元件、大扭矩微马 达) 是未来的研究方向。 (2) 能源供给问题 许多执行机构都是通过电能驱动的, 但是对于微 型移动机器人而言, 供应电能的导线会严重影响微型 机器人的运动, 特别是在曲率变化比较大的环境中。 微型机器人发展趋势应是无缆化, 能量、控制信号以 及检测信号应可以无缆发送、传输。微型机器人要真 正实用化, 必须解决无缆微波能源和无缆数据传输技 术, 同时研究开发小尺寸的高容量电池。 (3) 可靠性和安全性 目前许多正在研制和开发的微型机器人是以医 疗、军事以及核电站为应用背景, 在这些十分重要的 应用场合, 机器人工作的可靠性和安全性是设计人员 必须考虑的一个问题, 因此要求机器人能够适应所处 的环境, 并具有故障排除能力[4] 。 (4) 新型的微机构设计理论及精加工技术 微型机器人和常规机器人相比并不是简单的结 构上比例缩小, 其发展在一定程度上和微驱动器和精 加工技术的发展是密切相关的。同时要求设计者在机 构设计理论上进行创新, 研究出适合微型机器人的移 动机构和移动方式。 (5) 高度自治控制系统 微机器人要完成特定的作业, 其自身定位和环境 的识别能力是关键, 开发微视觉系统, 提高微图象处 理速度, 采用神经网络及人工智能等先进的技术来解 决控制系统的高度自治难题是最终实现实用化的关 键。 3 结论 微机器人还处于实验室理论探索时期, 离实用化 还有相当的距离。存在许多关键的技术没有得到解 决, 这些问题的解决过程中同时会带动许多相关学科 的发展。只有当这些问题解决以后, 微型机器人的实 用化才会成为可能。我们要勇于创新, 抓住这个前沿 课题, 将微型机器人技术应用到国民经济建设发展影 响较大的领域。

果实分拣机器人毕业论文

设计亮点和性能方向

我是一名环保小卫士,梦想着发明一种环保机器人,让它时刻提醒人们保护环境,爱护大自然。

环保机器人利用太阳能来充电,不用专人管理,清洁卫生,也不会带来任何污染。

环保机器人的眼睛是两架摄像机。白天,环保机器人利用太阳能来充电,还不停的走来走去,用眼睛巡视着。若发现地上有纸屑或白色垃圾,它会用手拾起来放到脑袋里;如果看到小朋友要摘花,环保机器人会立即阻止,并耐心地告诉他们,花草树木是人类的好朋友,我们要爱护他们;如果有人多次乱扔垃圾、随地吐痰,他的摄像机眼睛会拍摄下来,督促有着这些不文明行为的人改掉坏毛病。

我相信在未来的城市里,一定会看到我发明的环保机器人的身影,还会有各种功能的机器人,有分管治安的,有帮助人的……把我们的社会建设成一个既环保,又有好的治安,又有文明的和谐社会。

假如我是一名科学家,我就有责任用科技为人们解除烦恼。

快到秋天了,果农们要摘水果,包装好,运走,卖掉,要做的事情太多了,果农们可忙不过来!我就发明一个专们做农活的机器人,不过你会想,如果没了电,那机器人不就要罢工了?所以我研制了一个软件,给他加了一个功能——吸收太阳能,把它转化为电力,而在下雨天就不用干活了。一,因为没有阳光充电。

二,雨水可以滋润土地,让果树长得更好。我又把它的脚改成可换花样的部件,因为已经有了塑料大棚养殖法,所以冬天也要进塑料大棚收水果,冬天在雪地里跑多费劲!等我把机器人的脚改成可变花样的部件之后,就可以安装履带,让它们在雪地里行走。

可我还是不大放心,把它领到我家果园,让它试着把果子采下来,只见它穿上工作服,背着小竹筐,噌噌噌跑到大树上,用它那可伸缩的爪子去抓果子,可由于用力过猛,把树枝一下子拉断了!妈呀!要是让它在小树下摘果子,不得把树连根拔起呀!于是我便改了改它摘果子时的力度,现在好多了。我相信,在二十二世纪一定会出现这种机器人。

假如我是一名科学家,我就有责任用科技为人们解除烦恼。

快到秋天了,果农们要摘水果,包装好,运走,卖掉,要做的事情太多了,果农们可忙不过来!我就发明一个专们做农活的机器人,不过你会想,如果没了电,那机器人不就要罢工了?所以我研制了一个软件,给他加了一个功能——吸收太阳能,把它转化为电力,而在下雨天就不用干活了。一,因为没有阳光充电。二,雨水可以滋润土地,让果树长得更好。我又把它的脚改成可换花样的部件,因为已经有了塑料大棚养殖法,所以冬天也要进塑料大棚收水果,冬天在雪地里跑多费劲!

等我把机器人的脚改成可变花样的部件之后,就可以安装履带,让它们在雪地里行走。可我还是不大放心,把它领到我家果园,让它试着把果子采下来,只见它穿上工作服,背着小竹筐,噌噌噌跑到大树上,用它那可伸缩的爪子去抓果子,可由于用力过猛,把树枝一下子拉断了!妈呀!要是让它在小树下摘果子,不得把树连根拔起呀!于是我便改了改它摘果子时的力度,现在好多了。

我相信,在二十二世纪一定会出现这种机器人!

果园机器人的身子圆圆的,头是长在身子上的,如果你不仔细看还以为他没有头的呢果园机器人的手用了特殊材料,手臂可以变长变短;他的脚十分大,大大地脚里藏了两个电钻,这样可以让果园机器人在晚上进入“站岗”状态时牢牢地立在地上;果园机器人的眼睛里装了微型手电筒,这也是为了他在夜晚执勤所设计的。

果园机器人在摘果子时,如果碰到长在高处的果子时,他就会伸长手臂把果子摘下来放在篮里面,而且他的动作十分快,一个果园机器人一个小时就能摘下6000至10000千克的杨梅,要知道我们一个人一天差不多才摘100千克的杨梅啊 到了晚上,果园机器人进入“站岗”状态时,他就笔直地站在那里,眼睛向四周发出光线。如果照到了小偷,果园机器人的口袋里就会发出绳子,把小偷牢牢地缠住,这绳子里还含有 *** ,小偷根本就别想逃脱,只能乖乖地就擒。

这就是将来的果园机器人。

果园机器人的身子圆圆的,头是长在身子上的,如果你不仔细看还以为他没有头的呢果园机器人的手用了特殊材料,手臂可以变长变短;他的脚十分大,大大地脚里藏了两个电钻,这样可以让果园机器人在晚上进入“站岗”状态时牢牢地立在地上;果园机器人的眼睛里装了微型手电筒,这也是为了他在夜晚执勤所设计的。

果园机器人在摘果子时,如果碰到长在高处的果子时,他就会伸长手臂把果子摘下来放在篮里面,而且他的动作十分快,一个果园机器人一个小时就能摘下6000至10000千克的杨梅,要知道我们一个人一天差不多才摘100千克的杨梅啊

到了晚上,果园机器人进入“站岗”状态时,他就笔直地站在那里,眼睛向四周发出光线。如果照到了小偷,果园机器人的口袋里就会发出绳子,把小偷牢牢地缠住,这绳子里还含有 *** ,小偷根本就别想逃脱,只能乖乖地就擒。

这就是将来的果园机器人。

作文一:果园机器人的自述

我是果园机器人。我像一个可爱的小娃娃。我的身体胖乎乎的,我的头上有一个小帽子,我有一双大大的眼睛是用来分辨果子是熟的还是生的。我带着一双手套这防止把果子捏坏,我有一双脚,脚掌大大的。不管是平地还是凹凸不平的地我都站得稳稳的。

你们知道我为什么叫果园机器人吗?因为我是专门我果园工作的。

等我吃饱了。我就走向果园。原先我要拖着长长的电线走来走去。多不方便呀!等电没了我就要“罢工”了。先在科学家把我变的先进起来,我只要吃地上的水果就有电了。我摘果子的速度很快,箩筐便很快满了。把箩筐里果子摆在箱子里。把箱子顶在头上把箱子运到主人指定的地方。我回到家。主人夸我说,你真能干,我听了心里美滋滋的。

你看我是不是很能干呀!我也欢迎你们把我变得更先进。

作文二:果园机器人

电脑的神奇,不仅表现在使我们跨上了“信息高速路”,它还能指挥机器人工作呢!我设计的果园机器人就是由电脑操纵的。机器人的背面装有万能充电板,可以利用风能、电能、沼气能等天然能源充电,还可以吃树叶、小草、掉在地上的果子等充电。它的脑袋上还有两根像天线一样的避雷针,通过闪电,也能充电。它能自动地采摘水果,装运到箱子里。如果果树太低或者太高,你不用担心,它的手可以伸长、缩短。它可是果农的好帮手。万一机器人坏了,你们不用着急,只要按自动修理按纽,它马上就会恢复的。有了这种果园机器人,我们只要坐在办公室里操纵电脑就可以了。

作文三:果园机器人的自述

科学家们发明了一种机器人,叫果园机器人,因为这种机器人是专门帮助果农的机器人。有了我,果农们不用在发愁了。

我的样子可爱极了!我的身子像个胖乎乎的小胖子,头上戴着一顶帽子,帽子上有个苹果,旁边那两点,是感应器,如果前面有什么东西,我就会转弯,我的眼睛圆溜溜的,手能伸长伸短,手上还带着一双土黄色的手套,是来防止抓伤苹果的,我的脚爪有3个,下面的脚爪是来保持平衡的。

我急匆匆的来到果园里,身上还背着一个大箩筐。开始摘了,我伸高手,把苹果一摘,摘了下来,放进箩筐里,我要摘得苹果是成熟了的。如果够不着,就按一下按钮,就能够的着了,还能顺利地将苹果摘下。如果肚子饿了,就拿地上的苹果吃,如果地上没有了,我就从树上摘几个来吃。满了,我就把苹果整齐的装进纸箱,然后送到指定的地方。

工作做完了,我报告果农,果农夸我真是他们的好帮手。”

小朋友,你们认真读书,将来肯定把我改造的更好,我很乐意服侍你们。

作文四:果园机器人的自述

我是科学家最新发明的果园机器人。我为什么叫果园机器人?因为我会帮果农干活。

我长得就像一个小胖子,戴着一个个装着微声波感应器的帽子。我的眼睛可以发光是电子眼,晚上的时候给我照明,我才可以看见苹果。我的手可以伸长伸短,手上戴着一双手套。这是为了防止我把苹果抓烂了。

如果我快没电了,就回从地下捡苹果来吃。如果不够,我就回从树上摘快要烂的苹果。接着再摘苹果,摘苹果的时候,我要按帽子上的微声波感应器。这样才可以安心的摘苹果。因为,不把这个按钮打开我就不知道前面有果树,我就会撞上去。打开了按钮,就知道前面有果树。我就绕道走开,这样就不会撞到了。我的脚掌大大的,还有三个脚趾。不管走到哪里都不会摔倒。我还像汽车一样油没,就不能动了。我就会按身体下的按钮,就会吧我吃的苹果汁变成油,让 *** 活更轻松。

这就是我,一个先进的果园机器人,有了我给果农带来了很大的方便。

未来的果园机器人每到秋天,果园的主人们都是又高兴,又发愁.高兴的是辛苦了一年,水果获得了丰收,发愁的是这个时候果园里的工作特别多,既要采摘,又要运输,还要在果园里巡逻,提防有人偷盗,简直忙不过来.

我想,我一定会制造一个果园机器人,不是解决了吗?但是,到处是果园,不可能让机器人拖着长长的电线走来走去.如果用电池,就得及时为它们充电.充电不及时,机器人就会“罢工”.想要在大片密密的果林里找到一个个“罢工”的机器人,可是一件不容易的事.

能不能让机器人自己给自己充电呢?只要他们“吃”树上掉下来的水果维持正常的活动.在机器的体内,安装了一种生物燃料电池,把吃下去的水果做成电池,供

给机器人使用.这些机器人被派到水果园里就再不用管它们了,它们靠捡掉到地上的水果“吃”,就能在整个收获季节里不停地工作.有了“自食其力”的机器人,

果园的主人可轻松了.只要坐在办公室里指挥它们就可以了,比如,当机器人报告:地上的水果不够吃了,怎么办?主人就会告诉它:从树上摘几个果子吃吧!

果园机器人不但会摘下熟透的果子,整齐的装好箱,然后运到指定的地点,而且发现坏人,还会发出警报.

要实现这个梦想,一定要好好读书,实现这个梦想.

未来的果园机器人每到秋天,果园的主人们都是又高兴,又发愁。

高兴的是辛苦了一年,水果获得了丰收,发愁的是这个时候果园里的工作特别多,既要采摘,又要运输,还要在果园里巡逻,提防有人偷盗,简直忙不过来。我想,我一定会制造一个果园机器人,不是解决了吗?但是,到处是果园,不可能让机器人拖着长长的电线走来走去。

如果用电池,就得及时为它们充电。充电不及时,机器人就会“罢工”。

想要在大片密密的果林里找到一个个“罢工”的机器人,可是一件不容易的事。能不能让机器人自己给自己充电呢?只要他们“吃”树上掉下来的水果维持正常的活动。

在机器的体内,安装了一种生物燃料电池,把吃下去的水果做成电池,供给机器人使用。这些机器人被派到水果园里就再不用管它们了,它们靠捡掉到地上的水果“吃”,就能在整个收获季节里不停地工作。

有了“自食其力”的机器人,果园的主人可轻松了。只要坐在办公室里指挥它们就可以了,比如,当机器人报告:地上的水果不够吃了,怎么办?主人就会告诉它:从树上摘几个果子吃吧!果园机器人不但会摘下熟透的果子,整齐的装好箱,然后运到指定的地点,而且发现坏人,还会发出警报。

要实现这个梦想,一定要好好读书,实现这个梦想。

机器人,大家都知道。那么,大家见过未来的机器人吗?没见过吧,那就让我们穿越时空隧道,到未来的世界去看看吧。“保姆”机器人,新一代的保姆,掌管各种家务。有了它,你就可以呼呼大睡,不用洗碗、洗衣服、做饭……假如你的小孩生病了,它就会帮你照顾小孩,减轻你的负担。机器宠物,是新一代的机器人,有着人类一样的头脑,十分聪明。外形多样化,卡通型的有机器猫、米老鼠、唐老鸭等,仿真型的有各种名犬、名猫……

它们懂得各种语言,随叫随到。外出时,它会寸步不离地跟着你,还可以和你交谈呢!武装机器人是保安、军队亲密的朋友,它们是一流的警察,捉小偷、歹徒更是刘备卖草鞋——本行,就连它的主人做了坏事,它也不会放过,可真是包公断案——铁面无私。纳米机器人采用了最新的纳米技术,它小得你都看不见,甚至比一粒灰尘还小。他可以深入你的脑子,看你在想什么。他还可以进入你的肠胃,在你的身体里排除一些有害物质或毒素,有益你的健康。未来的机器人还有很多,五花八门,它们有大有小,各有各的特点,但它们的目的只有一个,就是为人类服务。

创智链2021-03-08 11:06关注不知道你是否遇到过说不出来名字的水果,或者是两两相似,确实不知道具体水果的品种的情况?随着人工智能技术的发展,智能图像识别应用场景也愈发广泛。当机器装上了人工智能的“眼睛”,机器就成为了“百事通”,识别成千上万的水果品种不在话下。那机器究竟是如何识别水果的呢?今天小编节选彭红星教授团队的科研论文——《基于改进SSD模型的自然环境下多类水果图像检测研究》,带大家简单了解图像识别领域中,正确识别水果有哪些方法?近年来,随着深度学习的迅速发展和崛起,尤其在视觉方向取得了巨大的成就,相比传统的识别算法,深度学习在对目标识别的特征描述上能力更强。因此,开发基于深度学习算法视觉识别功能的分拣、采摘机器人或者专业采摘工具具有重大意义。本文以苹果、荔枝、脐橙、皇帝柑四类水果为研究对象,运用基于改进的SSD深度学习模型检测技术对这4类水果进行检测识别研究。自然环境下的水果识别检测是利用计算机视觉技术获取水果目标位置信息,并将获得的位置信息传递给水果采摘机器人的机械手臂,从而能够精确地进行后续的水果采摘工作。因此,水果的目标检测是水果采摘自动化领域的重要组成部分,近些年来,很多传统水果检测识别算法相继提出。方法一、利用不同深度架构[13-14]的CNN不断刷新图像分类、识别的精确率。方法二、利用尺度多层感知器和卷积神经网络两种特征提取算法分割,但是只针对单类水果进行识别;方法三、利用参数优化和结构约简的LeNet模型对田间环境下的猕猴桃进行自主特征学习,但对于遮挡和重叠果实没有达到很好的效果;方法四、采用Faster R-CNN深度卷积神经网络分别构建甜椒和柑橘检测系统,但其目标检测框过大;方法五、基于CNN的SSD(Single Shot Detector)深度学习物体检测方法,实现兼顾速度的同时提高了检测的精度。而经过基于改进的SSD深度学习模型检测技术可提高各类水果的识别效率和准确率。此外基于标注框的检测技术,也可以很好地解决重叠水果的目标分割问题,从而为水果自动本发明属于水果图片分类领域,具体是指基于alexnet的卷积神经网络的水果图片分类算法。背景技术:2.近年来,随着电子科技的快速发展和互联网的快速普及,智能手机、数码相机等电子产品的使用门槛越来越低。图像作为一种高效信息的传播媒介,无论是在本地还是在各类社交平台,都无时无刻不在增长。因此,给各类图像扫描分析、赋予标签、分类归档就显得尤为重要了。3.同时,计算机科学和信息技术的持续发展,逐渐将人工智能引领进我们的生活,为我们生活带来了很多便利。而识别图像识别和分类正是人工智能领域中重要的组成部分,也是现阶段深度学习中比较热门的课题。4.水果在我们生活中常见、普遍而且品种众多、样式复杂,具有极强的多样性,研究水果分类识别算法,具有重要的意义。技术实现要素:5.本发明的目的是克服水果自动识别技术中现有不同分类器对不同水果种类的分类效果不均衡,提供一种基于深度学习算法实现水果分类识别的方法,从而提高水果图片识别的准确度。6.本发明采用的技术方案为:一种基于深度学习算法实现水果分类识别的方法,所述智能识别方法包括以下步骤:7.步骤一:构建一个合理的预测模型,建立样本数据集,分别为:训练集、验证集和测试集。8.步骤二:通过各搜索引擎和数据库搜索相关的水果图像样本,下载到本地。9.步骤三:参考卷积神经网络模型alexnet,进行一些精简和优化实现的,经过大量的训练和调试后,得出的最佳参数。10.步骤四:返回pycharm,使用tensorflow调用模型,对测试集进行分类测试。11.本发明有益效果:12.(1)本算法模型共架设了8个网路层次,使用了relu作为激励函数,relu激励函数可以在网络的更深层次中发挥作用

让机器认识水果品种的学习是搭建神经网络,将水果的周长、面积、颜色、长度、宽度等特征值喂给机器人,通过卷积核计算权重,确定最优的网络结构,训练过程。机器人通过拍摄不同角度的水果图像,对画面上出现的水果进行识别并显示结果。

视觉定位机器人毕业论文

最多追加100好吧,怎么都喜欢人啊 微型机器人的发展和研究现状 摘要: 微型机器人是微电子机械系统的一个重要分支, 由于它能进入人类和宏观机器人所不及的狭小空间内作业, 近几十年来受到了广泛的关注。本文首先给出了近年来国内外出现的几种微型机器人, 在分析了其特点和性能的基础上, 讨论了目前微型机器人研究中所遇到的几个关键问题, 并且指出了这些领域未来一段时间内的主要研究和发展方向。 关键词: 微型机器人; 微驱动器 近年来, 采用MEMS 技术的微型卫星、微型飞行 器和进入狭窄空间的微机器人展示了诱人的应用前 景和军民两用的战略意义。因此, 作为微机电系统技 术发展方向之一的基于精密机械加工微机器人技术 研究已成为国际上的一个热点, 这方面的研究不仅有 强大的市场推动, 而且有众多研究机构的参与。以日 本为代表的许多国家在这方面开展了大量研究, 重点 是发展进入工业狭窄空间微机器人、进入人体狭窄空 间医疗微系统和微型工厂。国内在国家自然科学基 金、863 高技术研究发展计划等的资助下, 有清华大 学、上海交通大学、哈尔滨工业大学、广东工业大 学、上海大学等科研院所针对微型机器人和微操作系 统进行了大量研究, 并分别研制了原理样机。目前国 内对微型机器人的研究主要集中在三个领域[6] : (1) 面向煤气、化工、发电设备细小管道探测的微型机器 人。(2) 针对人体、进入肠道的无创诊疗微型机器 人。(3) 面向复杂机械系统非拆卸检修的微型机器 人。 1 微型机器人的发展和研究状况 根据国内开展微型机器人研究的实际情况, 我们 着重讨论微型管道机器人、无创伤微型医疗机器人和 特殊作业的微型机器人。 111 微型管道机器人 微管道机器人是基于狭小空间内的应用背景提 出的, 其环境特点是在狭小的管状通道或缝隙行走进 行检测, 维修等作业。由于与常规条件下管内作业环 境有明显不同, 其行走方式及结构原理与常规管道机 器人也不同, 因此按照常规技术手段对管道机器人按 比例缩小是不可行的。有鉴于此, 微型管道机器人的 行走方式应另辟蹊径。近年来随着微电子机械技术的 发展和晶体压电效应和超磁致伸缩材料磁- 机耦合 技术应用的发展, 使新型微驱动器的出现和应用成为 现实。微驱动器的研究成果已成为微管道机器人的重 要发展基础[1] 。 日本名古屋大学研制成一种微型管道机器人, 可 用于细小管道的检测, 在生物医学领域的小空间内作 微小工作。这种机器人可以由管道外面的电磁线圈驱 动, 而无须以电缆供电。日本东京工业大学和NEC 公司合作研究的螺旋式管内移动微机器人, 在直径为 Φ2514mm的直管内它的最大运动速度是260mm/ s , 最 大牵引力是12N。法国Anthierens 等人研制出了适用 于Φ16mm的蠕动式机器人, 此种微型机器人的最大 运动速度为5mm/ s , 负载可达20N , 具有很高的运动 精度, 负载大, 但运动速度较慢且结构复杂。 国内的上海大学和上海交通大学都研制出了惯性 冲击式管道微机器人, 上海交通大学的微机器人采用 层叠型压电驱动器驱动; 上海大学的微机器人驱动器 有层叠型和双压电薄膜两种类型[3] 。图1 所示为双压 电薄膜微小管道机器人其运动机理, 该机器人采用双 压电薄膜驱动器, 相对于单压电薄膜, 增大了驱动 力, 提高了承载能力。该机构的最大移动速度可以达 到15mm/ s , 具有前进、后退、上升和下降功能。 112 微型医疗机器人的发展 近几年来, 医疗机器人技术的研究与应用开发进 展很快, 微型医疗机器人是其中最有发展前途的应用 领域, 据日本科学技术政策研究所预测, 到2017 年 医疗领域使用微型机器和机器人的手术将超过全部 医疗手术的一半。因此日本制定了采用“机器人外科 医生”的计划, 并正在开发能在人体血管中穿行、用 于发现并杀死癌细胞的超微型机器人。美国马里兰州 的约翰·霍普金实验室研制出一种“灵巧药丸”, 实际 上是装有微型硅温度计和微型电路的微型检测装置, 吞入体内, 可以将体内的温度信息发给记录器。瑞典 科学家发明了一种大小如英文标点符号的机器人, 未 来可移动单一细胞或捕捉细菌, 进而在人体内进行各 种手术。 国内的的许多科研院所主要开展了无创伤微型 医疗机器人的研究, 取得了一些成果。无损伤医用机 器人主要应用于人体内腔的疾病医疗, 它可以大大减 轻或消除目前临床上使用的各类窥镜、内注射器、内 送药装置等医疗器械给患者带来的严重不适合及痛 苦。中国科学技术大学在国家自然科学基金的资助下 研制出了基于压电陶瓷驱动的多节蛇行游动腹腔手 术术微型机器人, 该机器人将CCD 摄像系统, 手术 器械及智能控制系统分别安装在微型机器人的端部, 通过开在患者腹部的小口, 伸入腹腔进行手术。其特 点是响应速度快, 运动精度高, 作用力与动作范围 大, 每一节可实现两个自由度方向上±60°范围内迅 捷而灵活的动作, 图2 所示的是利用腹腔手术机器人 进行手术的场景[5] 。浙江大学也研制出了无损伤医用 微型机器人的原理样机, 该微型机器人以悬浮方式进 入人体内腔(如肠道, 食道) , 可避免对人体内腔有 机组织造成损伤, 运行速度快, 速度控制方便。 113 特殊作业微型机器人的发展 除了上述提到的微型管道机器人和无创伤微型 医疗机器人以外, 国内外一些科研工作者广泛开展了 进行特殊作业微型机器人的研究。这种微型机器人配 备相应的传感器和作业装置, 在军事和民用方面具有 非常好的发展前景。 美国国家安全实验室制造出了有史以来世界上 最小的机器人, 这部机器人重量不到28g , 体积为 411cm3 , 腿机构为皮带传送装置, 该机器人可以代替 人去完成许多危险的工作。美国海军发明了一种微型 城市搜救机器人, 该机器人曾在2001 年“9111”事 件发生后的世贸废墟搜救现场大显身手。日本三菱电 子公司、松下东京研究所和Sumitomo 电子公司联合研 制出只有蚂蚁大小的微型机器人, 该机器人可以进入 空间非常狭小的环境从事修理工作, 身体两侧有两个 圆形的连接器可以与其他机器人相连接完成一些特殊 的任务。 由于自然界中的生物具有人类无法比拟的某些机 能, 因此近年来利用自然界生物的运动行为和某些机 能进行机器人设计、实现其灵活控制、受到了机器人 学者的广泛重视。国内已有多所高校和科研院所在开 展微型仿生机器人方面的研究。上海交通大学基于仿 生学原理, 利用六套并联平面四连杆机构、微型直流 电动机及相应的减速增扭机构研制出了微型六足仿生 机器人, 体积微小, 具有良好的机动性。该机器人长 30mm, 宽40mm, 高20mm, 重613 克, 其步行速度达 到3mm/ s[2] 。上海大学也进行了一些微型仿生机器人 的研究工作。 2 微型机器人发展中面临的问题 (1) 驱动器的微型化 微驱动器是MEMS 最主要的部件, 从微型机器人 的发展来看, 微驱动技术起着关键作用, 并且是微机 器人水平的标志, 开发耗能低、结构简单、易于微型 化、位移输出和力输出大, 线性控制性能好, 动态响 应快的新型驱动器(高性能压电元件、大扭矩微马 达) 是未来的研究方向。 (2) 能源供给问题 许多执行机构都是通过电能驱动的, 但是对于微 型移动机器人而言, 供应电能的导线会严重影响微型 机器人的运动, 特别是在曲率变化比较大的环境中。 微型机器人发展趋势应是无缆化, 能量、控制信号以 及检测信号应可以无缆发送、传输。微型机器人要真 正实用化, 必须解决无缆微波能源和无缆数据传输技 术, 同时研究开发小尺寸的高容量电池。 (3) 可靠性和安全性 目前许多正在研制和开发的微型机器人是以医 疗、军事以及核电站为应用背景, 在这些十分重要的 应用场合, 机器人工作的可靠性和安全性是设计人员 必须考虑的一个问题, 因此要求机器人能够适应所处 的环境, 并具有故障排除能力[4] 。 (4) 新型的微机构设计理论及精加工技术 微型机器人和常规机器人相比并不是简单的结 构上比例缩小, 其发展在一定程度上和微驱动器和精 加工技术的发展是密切相关的。同时要求设计者在机 构设计理论上进行创新, 研究出适合微型机器人的移 动机构和移动方式。 (5) 高度自治控制系统 微机器人要完成特定的作业, 其自身定位和环境 的识别能力是关键, 开发微视觉系统, 提高微图象处 理速度, 采用神经网络及人工智能等先进的技术来解 决控制系统的高度自治难题是最终实现实用化的关 键。 3 结论 微机器人还处于实验室理论探索时期, 离实用化 还有相当的距离。存在许多关键的技术没有得到解 决, 这些问题的解决过程中同时会带动许多相关学科 的发展。只有当这些问题解决以后, 微型机器人的实 用化才会成为可能。我们要勇于创新, 抓住这个前沿 课题, 将微型机器人技术应用到国民经济建设发展影 响较大的领域。

机器人是由计算机控制的通过编程具有可以变更的多功能的自动机械,下面是我整理的机器人技术论文,希望你能从中得到感悟!

刍议智能机器人及其关键技术

【摘 要】文章介绍了机器人的定义,阐述了智能机器人研究领域的关键技术,最后展望了智能机器人今后的发展趋势。

【关键词】智能机器人;信息融合;智能控制

一、机器人的定义

自机器人问世以来,人们就很难对机器人下一个准确的定义,欧美国家认为机器人应该是“由计算机控制的通过编程具有可以变更的多功能的自动机械”;日本学者认为“机器人就是任何高级的自动机械”,我国科学家对机器人的定义是:“机器人是一种自动化的机器,所不同的是这种机器具备一些与人或生物相似的智能能力,如感知能力、规划能力、动作能力和协同能力,是一种具有高度灵活性的自动化机器。”目前国际上对机器人的概念已经渐趋一致,联合国标准化组织采纳了美国机器人协会(RIA:Robot Institute of America)于1979 年给机器人下的定义:“一种可编程和多功能的,用来搬运材料、零件、工具的操作机;或是为了执行不同的任务而具有可改变和可编程动作的专门系统。”概括说来,机器人是靠自身动和控制能力来实现各种功能的一种机器。

二、智能机器人关键技术

随着社会发展的需要和机器人应用领域的扩大,人们对智能机器人的要求也越来越高。智能机器人所处的环境往往是未知的、难以预测的,在研究这类机器人的过程中,主要涉及到以下关键技术:

(1)多传感器信息融合。多传感器信息融合技术是近年来十分热门的研究课题,它与控制理论、信号处理、人工智能、概率和统计相结合,为机器人在各种复杂、动态、不确定和未知的环境中执行任务提供了一种技术解决途径。机器人所用的传感器有很多种,根据不同用途分为内部测量传感器和外部测量传感器两大类。内部测量传感器用来检测机器人组成部件的内部状态,包括:特定位置、角度传感器;任意位置、角度传感器;速度、角度传感器;加速度传感器;倾斜角传感器;方位角传感器等。外部传感器包括:视觉(测量、认识传感器)、触觉(接触、压觉、滑动觉传感器)、力觉(力、力矩传感器)、接近觉(接近觉、距离传感器)以及角度传感器(倾斜、方向、姿式传感器)。多传感器信息融合就是指综合来自多个传感器的感知数据,以产生更可靠、更准确或更全面的信息。经过融合的多传感器系统能够更加完善、精确地反映检测对象的特性,消除信息的不确定性,提高信息的可靠性。融合后的多传感器信息具有以下特性:冗余性、互补性、实时性和低成本性。目前多传感器信息融合方法主要有贝叶斯估计、卡尔曼滤波、神经网络、小波变换等。

(2)导航与定位。在机器人系统中,自主导航是一项核心技术,是机器人研究领域的重点和难点问题。导航的基本任务有3点:一是基于环境理解的全局定位:通过环境中景物的理解,识别人为路标或具体的实物,以完成对机器人的定位,为路径规划提供素材;二是目标识别和障碍物检测:实时对障碍物或特定目标进行检测和识别,提高控制系统的稳定性;三是安全保护:能对机器人工作环境中出现的障碍和移动物体作出分析并避免对机器人造成的损伤。机器人有多种导航方式,根据环境信息的完整程度、导航指示信号类型等因素的不同,可以分为基于地图的导航、基于创建地图的导航和无地图的导航3类。根据导航采用的硬件的不同,可将导航系统分为视觉导航和非视觉传感器组合导航。视觉导航是利用摄像头进行环境探测和辨识,以获取场景中绝大部分信息。目前视觉导航信息处理的内容主要包括:视觉信息的压缩和滤波、路面检测和障碍物检测、环境特定标志的识别、三维信息感知与处理。非视觉传感器导航是指采用多种传感器共同工作,如探针式、电容式、电感式、力学传感器、雷达传感器、光电传感器等,用来探测环境,对机器人的位置、姿态、速度和系统内部状态等进行监控,感知机器人所处工作环境的静态和动态信息,使得机器人相应的工作顺序和操作内容能自然地适应工作环境的变化,有效地获取内外部信息。

(3)路径规划。路径规划技术是机器人研究领域的一个重要分支。最优路径规划就是依据某个或某些优化准则(如工作代价最小、行走路线最短、行走时间最短等),在机器人工作空间中找到一条从起始状态到目标状态、可以避开障碍物的最优路径。路径规划方法大致可以分为传统方法和智能方法两种。传统路径规划方法主要有以下几种:自由空间法、图搜索法、栅格解耦法、人工势场法。大部分机器人路径规划中的全局规划都是基于上述几种方法进行的,但这些方法在路径搜索效率及路径优化方面有待于进一步改善。人工势场法是传统算法中较成熟且高效的规划方法,它通过环境势场模型进行路径规划,但是没有考察路径是否最优。智能路径规划方法是将遗传算法、模糊逻辑以及神经网络等人工智能方法应用到路径规划中,来提高机器人路径规划的避障精度,加快规划速度,满足实际应用的需要。其中应用较多的算法主要有模糊方法、神经网络、遗传算法、Q学习及混合算法等,这些方法在障碍物环境已知或未知情况下均已取得一定的研究成果。

(4)机器人视觉。视觉系统是自主机器人的重要组成部分,一般由摄像机、图像采集卡和计算机组成。机器人视觉系统的工作包括图像的获取、图像的处理和分析、输出和显示,核心任务是特征提取、图像分割和图像辨识。而如何精确高效的处理视觉信息是视觉系统的关键问题。目前视觉信息处理逐步细化,包括视觉信息的压缩和滤波、环境和障碍物检测、特定环境标志的识别、三维信息感知与处理等。其中环境和障碍物检测是视觉信息处理中最重要、也是最困难的过程。机器人视觉是其智能化最重要的标志之一,对机器人智能及控制都具有非常重要的意义。目前国内外都在大力研究,并且已经有一些系统投入使用。

(5)智能控制。随着机器人技术的发展,对于无法精确解析建模的物理对象以及信息不足的病态过程,传统控制理论暴露出缺点,近年来许多学者提出了各种不同的机器人智能控制系统。机器人的智能控制方法有模糊控制、神经网络控制、智能控制技术的融合(模糊控制和变结构控制的融合;神经网络和变结构控制的融合;模糊控制和神经网络控制的融合;智能融合技术还包括基于遗传算法的模糊控制方法)等。近几年,机器人智能控制在理论和应用方面都有较大的进展。在模糊控制方面,等人论证了模糊系统的逼近特性,首次将模糊理论用于一台实际机器人。模糊系统在机器人的建模控制、对柔性臂的控制、模糊补偿控制以及移动机器人路径规划等各个领域都得到了广泛的应用。在机器人神经网络控制方面,CMCA(Cere-bella Model Controller Articulation)应用较早的一种控制方法,其最大特点是实时性强,尤其适用于多自由度操作臂的控制。

(6)人机接口技术。智能机器人的研究目标并不是完全取代人,复杂的智能机器人系统仅仅依靠计算机来控制目前是有一定困难的,即使可以做到,也由于缺乏对环境的适应能力而并不实用。智能机器人系统还不能完全排斥人的作用,而是需要借助人机协调来实现系统控制。因此,设计良好的人机接口就成为智能机器人研究的重点问题之一。人机接口技术是研究如何使人方便自然地与计算机交流。为了实现这一目标,除了最基本的要求机器人控制器有1个友好的、灵活方便的人机界面之外,还要求计算机能够看懂文字、听懂语言、说话表达,甚至能够进行不同语言之间的翻译,而这些功能的实现又依赖于知识表示方法的研究。因此,研究人机接口技术既有巨大的应用价值,又有基础理论意义。目前,人机接口技术已经取得了显著成果,文字识别、语音合成与识别、图像识别与处理、机器翻译等技术已经开始实用化。另外,人机接口装置和交互技术、监控技术、远程操作技术、通讯技术等也是人机接口技术的重要组成部分,其中远程操作技术是一个重要的研究方向。

三、总结与展望

机器人是自动化领域的主题之一,人们几十年来对机器人的开发和研究,使机器人技术取得了巨大的进步。随着人工智能、智能控制和计算机技术的发展,机器人的应用领域必将不断扩大,性能不断提高,在未来的生产、生活、科研当中会发挥更重要的作用。

参 考 文 献

[1]孙华,陈俊风,吴林.多传感器信息融合技术及其在机器人中的应用[J].传感器技术.2003,22(9):1~4

[2]王灏,毛宗源.机器人的智能控制方法[M].北京:国防工业出版社,2002

[3]金周英.关于我国智能机器人发展的几点思考[J].机器人技术与应用.2001(4):5~7

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机器人视觉检测毕业论文

机器人是由计算机控制的通过编程具有可以变更的多功能的自动机械,下面是我整理的机器人技术论文,希望你能从中得到感悟!

刍议智能机器人及其关键技术

【摘 要】文章介绍了机器人的定义,阐述了智能机器人研究领域的关键技术,最后展望了智能机器人今后的发展趋势。

【关键词】智能机器人;信息融合;智能控制

一、机器人的定义

自机器人问世以来,人们就很难对机器人下一个准确的定义,欧美国家认为机器人应该是“由计算机控制的通过编程具有可以变更的多功能的自动机械”;日本学者认为“机器人就是任何高级的自动机械”,我国科学家对机器人的定义是:“机器人是一种自动化的机器,所不同的是这种机器具备一些与人或生物相似的智能能力,如感知能力、规划能力、动作能力和协同能力,是一种具有高度灵活性的自动化机器。”目前国际上对机器人的概念已经渐趋一致,联合国标准化组织采纳了美国机器人协会(RIA:Robot Institute of America)于1979 年给机器人下的定义:“一种可编程和多功能的,用来搬运材料、零件、工具的操作机;或是为了执行不同的任务而具有可改变和可编程动作的专门系统。”概括说来,机器人是靠自身动和控制能力来实现各种功能的一种机器。

二、智能机器人关键技术

随着社会发展的需要和机器人应用领域的扩大,人们对智能机器人的要求也越来越高。智能机器人所处的环境往往是未知的、难以预测的,在研究这类机器人的过程中,主要涉及到以下关键技术:

(1)多传感器信息融合。多传感器信息融合技术是近年来十分热门的研究课题,它与控制理论、信号处理、人工智能、概率和统计相结合,为机器人在各种复杂、动态、不确定和未知的环境中执行任务提供了一种技术解决途径。机器人所用的传感器有很多种,根据不同用途分为内部测量传感器和外部测量传感器两大类。内部测量传感器用来检测机器人组成部件的内部状态,包括:特定位置、角度传感器;任意位置、角度传感器;速度、角度传感器;加速度传感器;倾斜角传感器;方位角传感器等。外部传感器包括:视觉(测量、认识传感器)、触觉(接触、压觉、滑动觉传感器)、力觉(力、力矩传感器)、接近觉(接近觉、距离传感器)以及角度传感器(倾斜、方向、姿式传感器)。多传感器信息融合就是指综合来自多个传感器的感知数据,以产生更可靠、更准确或更全面的信息。经过融合的多传感器系统能够更加完善、精确地反映检测对象的特性,消除信息的不确定性,提高信息的可靠性。融合后的多传感器信息具有以下特性:冗余性、互补性、实时性和低成本性。目前多传感器信息融合方法主要有贝叶斯估计、卡尔曼滤波、神经网络、小波变换等。

(2)导航与定位。在机器人系统中,自主导航是一项核心技术,是机器人研究领域的重点和难点问题。导航的基本任务有3点:一是基于环境理解的全局定位:通过环境中景物的理解,识别人为路标或具体的实物,以完成对机器人的定位,为路径规划提供素材;二是目标识别和障碍物检测:实时对障碍物或特定目标进行检测和识别,提高控制系统的稳定性;三是安全保护:能对机器人工作环境中出现的障碍和移动物体作出分析并避免对机器人造成的损伤。机器人有多种导航方式,根据环境信息的完整程度、导航指示信号类型等因素的不同,可以分为基于地图的导航、基于创建地图的导航和无地图的导航3类。根据导航采用的硬件的不同,可将导航系统分为视觉导航和非视觉传感器组合导航。视觉导航是利用摄像头进行环境探测和辨识,以获取场景中绝大部分信息。目前视觉导航信息处理的内容主要包括:视觉信息的压缩和滤波、路面检测和障碍物检测、环境特定标志的识别、三维信息感知与处理。非视觉传感器导航是指采用多种传感器共同工作,如探针式、电容式、电感式、力学传感器、雷达传感器、光电传感器等,用来探测环境,对机器人的位置、姿态、速度和系统内部状态等进行监控,感知机器人所处工作环境的静态和动态信息,使得机器人相应的工作顺序和操作内容能自然地适应工作环境的变化,有效地获取内外部信息。

(3)路径规划。路径规划技术是机器人研究领域的一个重要分支。最优路径规划就是依据某个或某些优化准则(如工作代价最小、行走路线最短、行走时间最短等),在机器人工作空间中找到一条从起始状态到目标状态、可以避开障碍物的最优路径。路径规划方法大致可以分为传统方法和智能方法两种。传统路径规划方法主要有以下几种:自由空间法、图搜索法、栅格解耦法、人工势场法。大部分机器人路径规划中的全局规划都是基于上述几种方法进行的,但这些方法在路径搜索效率及路径优化方面有待于进一步改善。人工势场法是传统算法中较成熟且高效的规划方法,它通过环境势场模型进行路径规划,但是没有考察路径是否最优。智能路径规划方法是将遗传算法、模糊逻辑以及神经网络等人工智能方法应用到路径规划中,来提高机器人路径规划的避障精度,加快规划速度,满足实际应用的需要。其中应用较多的算法主要有模糊方法、神经网络、遗传算法、Q学习及混合算法等,这些方法在障碍物环境已知或未知情况下均已取得一定的研究成果。

(4)机器人视觉。视觉系统是自主机器人的重要组成部分,一般由摄像机、图像采集卡和计算机组成。机器人视觉系统的工作包括图像的获取、图像的处理和分析、输出和显示,核心任务是特征提取、图像分割和图像辨识。而如何精确高效的处理视觉信息是视觉系统的关键问题。目前视觉信息处理逐步细化,包括视觉信息的压缩和滤波、环境和障碍物检测、特定环境标志的识别、三维信息感知与处理等。其中环境和障碍物检测是视觉信息处理中最重要、也是最困难的过程。机器人视觉是其智能化最重要的标志之一,对机器人智能及控制都具有非常重要的意义。目前国内外都在大力研究,并且已经有一些系统投入使用。

(5)智能控制。随着机器人技术的发展,对于无法精确解析建模的物理对象以及信息不足的病态过程,传统控制理论暴露出缺点,近年来许多学者提出了各种不同的机器人智能控制系统。机器人的智能控制方法有模糊控制、神经网络控制、智能控制技术的融合(模糊控制和变结构控制的融合;神经网络和变结构控制的融合;模糊控制和神经网络控制的融合;智能融合技术还包括基于遗传算法的模糊控制方法)等。近几年,机器人智能控制在理论和应用方面都有较大的进展。在模糊控制方面,等人论证了模糊系统的逼近特性,首次将模糊理论用于一台实际机器人。模糊系统在机器人的建模控制、对柔性臂的控制、模糊补偿控制以及移动机器人路径规划等各个领域都得到了广泛的应用。在机器人神经网络控制方面,CMCA(Cere-bella Model Controller Articulation)应用较早的一种控制方法,其最大特点是实时性强,尤其适用于多自由度操作臂的控制。

(6)人机接口技术。智能机器人的研究目标并不是完全取代人,复杂的智能机器人系统仅仅依靠计算机来控制目前是有一定困难的,即使可以做到,也由于缺乏对环境的适应能力而并不实用。智能机器人系统还不能完全排斥人的作用,而是需要借助人机协调来实现系统控制。因此,设计良好的人机接口就成为智能机器人研究的重点问题之一。人机接口技术是研究如何使人方便自然地与计算机交流。为了实现这一目标,除了最基本的要求机器人控制器有1个友好的、灵活方便的人机界面之外,还要求计算机能够看懂文字、听懂语言、说话表达,甚至能够进行不同语言之间的翻译,而这些功能的实现又依赖于知识表示方法的研究。因此,研究人机接口技术既有巨大的应用价值,又有基础理论意义。目前,人机接口技术已经取得了显著成果,文字识别、语音合成与识别、图像识别与处理、机器翻译等技术已经开始实用化。另外,人机接口装置和交互技术、监控技术、远程操作技术、通讯技术等也是人机接口技术的重要组成部分,其中远程操作技术是一个重要的研究方向。

三、总结与展望

机器人是自动化领域的主题之一,人们几十年来对机器人的开发和研究,使机器人技术取得了巨大的进步。随着人工智能、智能控制和计算机技术的发展,机器人的应用领域必将不断扩大,性能不断提高,在未来的生产、生活、科研当中会发挥更重要的作用。

参 考 文 献

[1]孙华,陈俊风,吴林.多传感器信息融合技术及其在机器人中的应用[J].传感器技术.2003,22(9):1~4

[2]王灏,毛宗源.机器人的智能控制方法[M].北京:国防工业出版社,2002

[3]金周英.关于我国智能机器人发展的几点思考[J].机器人技术与应用.2001(4):5~7

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机器人视觉方向毕业论文

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最多追加100好吧,怎么都喜欢人啊 微型机器人的发展和研究现状 摘要: 微型机器人是微电子机械系统的一个重要分支, 由于它能进入人类和宏观机器人所不及的狭小空间内作业, 近几十年来受到了广泛的关注。本文首先给出了近年来国内外出现的几种微型机器人, 在分析了其特点和性能的基础上, 讨论了目前微型机器人研究中所遇到的几个关键问题, 并且指出了这些领域未来一段时间内的主要研究和发展方向。 关键词: 微型机器人; 微驱动器 近年来, 采用MEMS 技术的微型卫星、微型飞行 器和进入狭窄空间的微机器人展示了诱人的应用前 景和军民两用的战略意义。因此, 作为微机电系统技 术发展方向之一的基于精密机械加工微机器人技术 研究已成为国际上的一个热点, 这方面的研究不仅有 强大的市场推动, 而且有众多研究机构的参与。以日 本为代表的许多国家在这方面开展了大量研究, 重点 是发展进入工业狭窄空间微机器人、进入人体狭窄空 间医疗微系统和微型工厂。国内在国家自然科学基 金、863 高技术研究发展计划等的资助下, 有清华大 学、上海交通大学、哈尔滨工业大学、广东工业大 学、上海大学等科研院所针对微型机器人和微操作系 统进行了大量研究, 并分别研制了原理样机。目前国 内对微型机器人的研究主要集中在三个领域[6] : (1) 面向煤气、化工、发电设备细小管道探测的微型机器 人。(2) 针对人体、进入肠道的无创诊疗微型机器 人。(3) 面向复杂机械系统非拆卸检修的微型机器 人。 1 微型机器人的发展和研究状况 根据国内开展微型机器人研究的实际情况, 我们 着重讨论微型管道机器人、无创伤微型医疗机器人和 特殊作业的微型机器人。 111 微型管道机器人 微管道机器人是基于狭小空间内的应用背景提 出的, 其环境特点是在狭小的管状通道或缝隙行走进 行检测, 维修等作业。由于与常规条件下管内作业环 境有明显不同, 其行走方式及结构原理与常规管道机 器人也不同, 因此按照常规技术手段对管道机器人按 比例缩小是不可行的。有鉴于此, 微型管道机器人的 行走方式应另辟蹊径。近年来随着微电子机械技术的 发展和晶体压电效应和超磁致伸缩材料磁- 机耦合 技术应用的发展, 使新型微驱动器的出现和应用成为 现实。微驱动器的研究成果已成为微管道机器人的重 要发展基础[1] 。 日本名古屋大学研制成一种微型管道机器人, 可 用于细小管道的检测, 在生物医学领域的小空间内作 微小工作。这种机器人可以由管道外面的电磁线圈驱 动, 而无须以电缆供电。日本东京工业大学和NEC 公司合作研究的螺旋式管内移动微机器人, 在直径为 Φ2514mm的直管内它的最大运动速度是260mm/ s , 最 大牵引力是12N。法国Anthierens 等人研制出了适用 于Φ16mm的蠕动式机器人, 此种微型机器人的最大 运动速度为5mm/ s , 负载可达20N , 具有很高的运动 精度, 负载大, 但运动速度较慢且结构复杂。 国内的上海大学和上海交通大学都研制出了惯性 冲击式管道微机器人, 上海交通大学的微机器人采用 层叠型压电驱动器驱动; 上海大学的微机器人驱动器 有层叠型和双压电薄膜两种类型[3] 。图1 所示为双压 电薄膜微小管道机器人其运动机理, 该机器人采用双 压电薄膜驱动器, 相对于单压电薄膜, 增大了驱动 力, 提高了承载能力。该机构的最大移动速度可以达 到15mm/ s , 具有前进、后退、上升和下降功能。 112 微型医疗机器人的发展 近几年来, 医疗机器人技术的研究与应用开发进 展很快, 微型医疗机器人是其中最有发展前途的应用 领域, 据日本科学技术政策研究所预测, 到2017 年 医疗领域使用微型机器和机器人的手术将超过全部 医疗手术的一半。因此日本制定了采用“机器人外科 医生”的计划, 并正在开发能在人体血管中穿行、用 于发现并杀死癌细胞的超微型机器人。美国马里兰州 的约翰·霍普金实验室研制出一种“灵巧药丸”, 实际 上是装有微型硅温度计和微型电路的微型检测装置, 吞入体内, 可以将体内的温度信息发给记录器。瑞典 科学家发明了一种大小如英文标点符号的机器人, 未 来可移动单一细胞或捕捉细菌, 进而在人体内进行各 种手术。 国内的的许多科研院所主要开展了无创伤微型 医疗机器人的研究, 取得了一些成果。无损伤医用机 器人主要应用于人体内腔的疾病医疗, 它可以大大减 轻或消除目前临床上使用的各类窥镜、内注射器、内 送药装置等医疗器械给患者带来的严重不适合及痛 苦。中国科学技术大学在国家自然科学基金的资助下 研制出了基于压电陶瓷驱动的多节蛇行游动腹腔手 术术微型机器人, 该机器人将CCD 摄像系统, 手术 器械及智能控制系统分别安装在微型机器人的端部, 通过开在患者腹部的小口, 伸入腹腔进行手术。其特 点是响应速度快, 运动精度高, 作用力与动作范围 大, 每一节可实现两个自由度方向上±60°范围内迅 捷而灵活的动作, 图2 所示的是利用腹腔手术机器人 进行手术的场景[5] 。浙江大学也研制出了无损伤医用 微型机器人的原理样机, 该微型机器人以悬浮方式进 入人体内腔(如肠道, 食道) , 可避免对人体内腔有 机组织造成损伤, 运行速度快, 速度控制方便。 113 特殊作业微型机器人的发展 除了上述提到的微型管道机器人和无创伤微型 医疗机器人以外, 国内外一些科研工作者广泛开展了 进行特殊作业微型机器人的研究。这种微型机器人配 备相应的传感器和作业装置, 在军事和民用方面具有 非常好的发展前景。 美国国家安全实验室制造出了有史以来世界上 最小的机器人, 这部机器人重量不到28g , 体积为 411cm3 , 腿机构为皮带传送装置, 该机器人可以代替 人去完成许多危险的工作。美国海军发明了一种微型 城市搜救机器人, 该机器人曾在2001 年“9111”事 件发生后的世贸废墟搜救现场大显身手。日本三菱电 子公司、松下东京研究所和Sumitomo 电子公司联合研 制出只有蚂蚁大小的微型机器人, 该机器人可以进入 空间非常狭小的环境从事修理工作, 身体两侧有两个 圆形的连接器可以与其他机器人相连接完成一些特殊 的任务。 由于自然界中的生物具有人类无法比拟的某些机 能, 因此近年来利用自然界生物的运动行为和某些机 能进行机器人设计、实现其灵活控制、受到了机器人 学者的广泛重视。国内已有多所高校和科研院所在开 展微型仿生机器人方面的研究。上海交通大学基于仿 生学原理, 利用六套并联平面四连杆机构、微型直流 电动机及相应的减速增扭机构研制出了微型六足仿生 机器人, 体积微小, 具有良好的机动性。该机器人长 30mm, 宽40mm, 高20mm, 重613 克, 其步行速度达 到3mm/ s[2] 。上海大学也进行了一些微型仿生机器人 的研究工作。 2 微型机器人发展中面临的问题 (1) 驱动器的微型化 微驱动器是MEMS 最主要的部件, 从微型机器人 的发展来看, 微驱动技术起着关键作用, 并且是微机 器人水平的标志, 开发耗能低、结构简单、易于微型 化、位移输出和力输出大, 线性控制性能好, 动态响 应快的新型驱动器(高性能压电元件、大扭矩微马 达) 是未来的研究方向。 (2) 能源供给问题 许多执行机构都是通过电能驱动的, 但是对于微 型移动机器人而言, 供应电能的导线会严重影响微型 机器人的运动, 特别是在曲率变化比较大的环境中。 微型机器人发展趋势应是无缆化, 能量、控制信号以 及检测信号应可以无缆发送、传输。微型机器人要真 正实用化, 必须解决无缆微波能源和无缆数据传输技 术, 同时研究开发小尺寸的高容量电池。 (3) 可靠性和安全性 目前许多正在研制和开发的微型机器人是以医 疗、军事以及核电站为应用背景, 在这些十分重要的 应用场合, 机器人工作的可靠性和安全性是设计人员 必须考虑的一个问题, 因此要求机器人能够适应所处 的环境, 并具有故障排除能力[4] 。 (4) 新型的微机构设计理论及精加工技术 微型机器人和常规机器人相比并不是简单的结 构上比例缩小, 其发展在一定程度上和微驱动器和精 加工技术的发展是密切相关的。同时要求设计者在机 构设计理论上进行创新, 研究出适合微型机器人的移 动机构和移动方式。 (5) 高度自治控制系统 微机器人要完成特定的作业, 其自身定位和环境 的识别能力是关键, 开发微视觉系统, 提高微图象处 理速度, 采用神经网络及人工智能等先进的技术来解 决控制系统的高度自治难题是最终实现实用化的关 键。 3 结论 微机器人还处于实验室理论探索时期, 离实用化 还有相当的距离。存在许多关键的技术没有得到解 决, 这些问题的解决过程中同时会带动许多相关学科 的发展。只有当这些问题解决以后, 微型机器人的实 用化才会成为可能。我们要勇于创新, 抓住这个前沿 课题, 将微型机器人技术应用到国民经济建设发展影 响较大的领域。

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