关键词： 机器人学   计算机视觉  

ISBN: (纸本)9787564099596

摘要： 本书阐述了机器人系统中簇计算的应用和实现问题。尤其是对机器人系统中传感信息处理、运动规划控制等任务的簇计算实现问题分别进行了具体论述，解决机器人学、计算机视觉相关问题的高计算复杂度、实时性差的难点。由于簇计算和机器人学属于不同的两个研究领域，对于机器人研究者而言，将簇计算引入机器人学还是很新颖的，因而本书可为机器人学研究者提供有意义的参考。就书中叙述的机器人、机器人视觉的理论而言，均属于基础问题，但本书的最大特点就在于应用簇计算、并行计算来解决这些基础问题，合理分配计算资源，提高相关算法的实时性。

关键词： Aerospace   Teleoperation   Military   Mobile robots   Microrobotics   Unmanned aerial vehicles (UAV)  

摘要： Purpose -The following article is a "Q&A interview" conducted by Joanne Pransky of Industrial Robot Journal as a method to impart the combined technological, business and personal experience of a prominent, robotic industry engineer-turned entrepreneur regarding the evolution, commercialization and challenges of bringing a technological invention to market. Design/methodology/approach -The interviewee is innovator Helen Greiner, Founder and CEO of CyPhy Works. Ms Greiner describes her technical and business experiences delivering ground robots into the industrial, consumer and military markets, which led to her pioneering flying robot solutions. Findings -Helen Greiner received a bachelor's degree in mechanical engineering and a master's degree in computer science, both from MIT. She also holds an honorary doctor of engineering degree from Worcester Polytechnic Institute. Greiner is one of the three co-founders of iRobot Corp (Nasdaq: IRBT) and served as iRobot's Vice President of Engineering (1990-1994), President (1994-2008), and Chairman (2004-2008). She founded CyPhy Works in 2008. Greiner has also served as the President, Board Member for the Robotics Technology Consortium;a Trustee for MIT;and is currently a Trustee for the Boston Museum of Science. Originality/value -Inspired as a child by the movie Star Wars, Greiner's life goal has been to create robots. Greiner was one of three people that founded iRobot Corporation and developed a culture of innovation that led to the Roomba Autonomous Vacuuming Robot. There are now more than 12 million Roombas worldwide. She also led iRobot's entry into the military marketplace with the creation and deployment of over 6,000 PackBot robots. Greiner has received many awards and honors for her contributions in technology innovation and business leadership. She was named by the Kennedy School at Harvard in conjunction with the US News and World Report as one of America's Best Leaders and was honored by the Association for Un

关键词： Navigation systems  

摘要： This paper gives an analysis of automated guided vehicles navigation systems. Two types of guidance are analysed and simulated by using Lego Mindstorm NXT package - fixed-path guidance through line following as the oldest type and vision-based guidance as a low-cost guidance system that utilises mobile phone camera for tracking marks and detecting obstacles. On the basis of theoretical studies and experience, robot can be programmed in the programming language RobotC in order to demonstrate the functionality of real AGV vehicles. Copyright © 2015 Inderscience Enterprises Ltd.

关键词： 四足机器人   动力学   建模   通用性   仿真平台  

摘要： 足式机器人相对于其他类型移动机器人,对地形有更好的适应能力。其中四足机器人无论在控制的难易程度、移动的稳定性以及制作成本等多个方面均有优势,是最实用的足式机器人形式。四足机器人可以根据需要应用于多种场合,因此研究四足机器人具有较大的的理论价值和实际应用价值。在机器人研究过程中对其进行仿真,不仅可以加快研发进程,而且可以节省费用,是研发过程中的重要环节。目前适用于机器人的仿真软件有限,通用性较差,使用方法较为复杂,对于不同类型机器人的各种仿真任务,难以方便快捷地完成。为了满足机器人仿真的需求,本文研究并实现了一款基于ODE动力学引擎的仿真平台,在其环境中构建了四足机器人虚拟样机,完成了仿真实验,展现了仿真平台的简单性、快速性、通用性。论文的主要内容包括：（1）介绍了课题来源与设计四足机器人动力学仿真软件的意义,综述了四足机器人国内外的研究现状,列举了机器人仿真软件的优缺点,指出了四足机器人仿真平台的设计目标以及本文的组织结构。（2）分析了仿真时所需要的动力学与碰撞检测算法及相关库。描述了ODE动力学引擎的体系结构及使用方法。（3）设计并实现了基于Qt开发环境的动力学仿真平台。分析了该平台的文件组织结构与运行程序流程,给出了仿真平台程序所包含各个模块的功能与使用方法。（4）在仿真平台中构建了以山东大学SCalf-II型四足机器人为原型的虚拟样机。对四足机器人的部件和关节进行了建模。在仿真平台中控制四足机器人以对角小跑步态完成了多项实验,记录并分析了仿真过程中机器人的各项数据,验证了仿真平台的可靠性。（5）通过仿真速度实验分析了仿真平台的性能,体现了平台的仿真实时性与快速性。给出了对其他类型机器人建模仿真的基本步骤,在仿真平台中构建了简易双足机器人,并完成了实验,展现了仿真平台的通用性。（6）总结本文实现的内容与不足,提出对未来工作的展望。

关键词： Design engineering   Robots   Engineering education   Construction toys   Mathematics education   STEM education   Teacher education   Mathematical integration   Preservice teachers  

摘要： The use of integrated science, technology, engineering and mathematics (STEM) instruction has the affordances of combining harmonious content area connections into real-world experiences that are both engaging and challenging. This article introduces findings from a study that used an integrated robotics module to expose in-service and preservice teachers to the engineering design process, programming, mathematical connections and context, and problem-based learning. With participants ranging from novice to advanced user, this integrated module proved that given the appropriate scaffolding, anyone can successfully program a robot and have fun while engaging in STEM learning along the way. Implications lead to the conclusion that teacher preparation programs should integrate activities such as this to better equip teachers to engage students in the wonders of STEM in their own classrooms.

关键词： 轮履复合式   反恐机器人   结构设计   运动学分析   动力学仿真   样机试验  

摘要： 现阶段境内外民族分裂和宗教极端势力活动频繁,我国遭受恐怖主义袭击的现实可能性增加。恐怖活动不仅对人民群众的生命财产构成威胁,而且对国家的政治、经济和社会发展造成巨大影响,严重影响区域稳定与发展,给社会造成无法估量的后果。在这种形势下,反恐机器人应运而生,反恐机器人可以安全的实现危险物的转移、爆破以及打击恐怖活动等,从而减少人员伤亡和财产损失,可以广泛应用于军事、消防、公共安全等场合。本课题研究的目标是设计一款轮履复合式的反恐排爆机器人,机器人行走机构采用轮式和履带式相结合的方式,在平地上采用轮式机构行走,在越障及攀爬楼梯时采用轮履复合式机构行走。将两种行走机构的优点结合起来,既能使机器人在平地上行走速度快、操纵灵活,又能适应各种复杂的地面环境。首先,分析国内外反恐机器人研究发展现状,了解各种机器人工作环境以及能够实现的任务,并对轮式移动平台和履带式移动平台做了详细分析。针对轮式机构在平坦地面上运动性能突出,履带式机构在复杂地面运动具有优越性等特点,将两种机构巧妙的结合起来,在运动过程中轮式和履带式机构交替使用,从而设计出一种新型轮履复合式机构方案。接下来进行轮履复合式机器人移动平台结构设计,建立零件三维模型确定各零部件详细尺寸参数,并对关键零部件进行有限元分析确保其可靠性。进一步对机器人移动平台的运动学进行理论分析,为样机研制及实验提供基础。然后完成机器人虚拟样机装配并进行机构动力学仿真研究,利用PROE软件建立机器人简化模型,导入ADAMS软件,在ADAMS中创建虚拟样机模型,进而对机器人的爬坡、越障、攀爬楼梯等运动进行仿真分析,得出机器人相应运动部件动力学仿真曲线。最后,完成机器人各部分零部件加工和样机装配,样机装配完成后进行机器人实验,主要对其在不同环境下的运行状态进行实验验证,监测运动性能,并对理论预期结果与实验结果进行对比研究,进而对模型进行校对与修正。

关键词： 机器人学  

ISBN: (纸本)9787302383697

摘要： 本书介绍机器人学的基本原理及其应用，全面反映国内外机器人学研究和应用的最新进展，是一部系统和全面的机器人学著作和教材。本书共12章，内容涉及机器人学的概况、数理基础、运动学、动力学、位置和力控制、高级控制、传感器、高层规划、轨迹规划、程序设计、应用和展望等内容。

关键词： 机器人   挑战自我   生存技巧   校本课程   编程语言  

摘要： 陈煜文(重庆市西藏中学)这是我第一次参加NOC活动,收获很大。首先,活动使我更进一步掌握了编程语言的基础知识,提高了应用能力。其次,见识了其他选手的作品、开拓了我的视野,使我对机器人知识的学习更加感兴趣。最后,通过赛前的准备和赛场上的挑战,我对野外生存技巧有了更多的了解。明年,我还会争取决赛资格,让各位裁判长、评委、老师和同学看到我更好的作品。

关键词： 单足机器人   运动学建模   动力学建模   运动稳定性   仿真  

摘要： 单足机器人是研究仿生跳跃机器人的起点和基础,主要模仿动物的自平衡跳跃过程。针对机器人的特殊结构和质量属性进行单足机器人动态特性与触地相动态平衡控制方法研究,对于改善机器人的平衡控制策略以及仿生理论的研究有着十分重要的意义。单足机器人的跳跃运动在空间内进行,通过建立运动学正逆解模型得到机器人控制量与机身姿态检测量之间的映射关系。通过对动物跳跃过程的分析将机器人的三维跳跃简化为矢平面跳跃。将机器人每周期的跳跃情形归纳为触地相与飞行相,并对飞行相以及触地相机器人的运动过程进行详细讨论。利用第二类拉格朗日方程以及坐标变换建立触地相机身姿态调整的动力学模型。分析机器人姿态变化的根本原因并对国内外典型单足机器人平衡控制算法的适用条件进行归纳。通过研究袋鼠的跳跃运动过程,得到机器人姿态变化过程和运动稳定性条件。基于动力学模型提出满足触地相运动稳定条件的机身姿态调整过程和运动控制方。分析了机身姿态限制条件,完成了对机器人的触地相运动稳定性仿真研究。通过利用Matlab/Simunlink仿真得到运动学正逆解方程的数值解,并利用Solidworks三维图解与仿真结果进行对比,验证了运动学方程的正确性。同样通过Simulink仿真计算得到触地相动力学模型的数值解,仿真结果与Raibert教授的轨迹对称理论相吻合。对提出的机身姿态控制方法以及运动影响因素进行仿真,得到了满足运动稳定条件的触地相机身姿态变化曲线。通过对运动过程控制方法仿真研究,归纳出单足机器人矢平面跳跃运动稳定的一般规律。