A Supervisory Control System for a Multiple Mobile Robotic Integrated Platform

本论文简要论述了机器人学的发展历史。并介绍了多移动机器人系统和多移动机器人规划研究领域的现状和发展趋势。本文重点论述了面向多移动机器人集成平台的监控系统的设计与实现。本文详细论述了该监控系统的系统结构、人机界面、机器人控制方法、网络通讯和路径规划几个方面的问题。该监控系统设计采用了消息驱动的结构，有机地将系统的各个功能模块结合起来，保证了监控系统的稳定性和一定的开放性。本文提出了一种多移动机器人集中避碰规划方法。监控系统可以采用这种避碰规划方法协调多个移动机器人的行为，使移动机器人的运动既有效率又无碰撞。该算法的基本思想是：将机器人的运动路径分段，然后按避碰要求对机器人通过各段的时间进行约束，从而将避碰问题转化为高维线性空间的优化问题，并迸一步将其转化为线性方程的求解，使问题具有明确的解析解。由于该方法的复杂度较高，在实现过程中采用了多种方法降低复杂度，简化计算。这种方法的特点是具有完整的数学表示形式，最优意义明确

Door Shaped Three Lines Based P3L Problem's Closed-Form Solution

研究了应用线特征进行摄像机位姿测量的三线透视问题(P3L)在三条直线共面并成门形摆放时的闭式解问题,研究了该种情况下解的特性,得出当摄像机光心位于过三条直线的两个交点且垂直于三条直线的平面时,该问题存在无穷多解,当光心不在此平面时则存在唯一解,应用几何方法给出了该结论的证明,给出闭式解求解方法,对该方法进行的计算机仿真证明了方法的正确性,该方法对实际应用有一定的指导意义.

Closed form solutions and properties of Z shaped P3L problem

三线透视(perspective-three-line,P3L)问题指应用三条直线及它们的2D-3D对应关系进行相机位姿测量,该问题是单目视觉中的典型问题,一般情况下P3L问题具有多解的特性,本文研究了P3L问题的一种特例,即当三条直线形成Z形时的情况,证明了在此情况下P3L问题解的数量与相机光心相对于3条直线的位置有关,当光心位于某一特殊区域内时存在唯一解,该结果对工程应用中利用直线特征进行位姿测量具有指导意义,本文还给出了此种情况下问题的闭式解法,实验结果验证了结论的正确性

面向焊缝跟踪的线结构光骨架提取及毛刺去除方法

本发明涉及面向焊缝跟踪的线结构光骨架提取及毛刺去除方法，对线结构光图像创建金字塔；对金字塔顶层图像提取线结构光骨架；重复应用图像上采样及骨架提取两步骤，初步获得焊缝图像线结构光骨架；从细化后焊缝图像第一列和最后一列向图像中间搜索，找到两个端点，即骨架起点和终点；从起点沿骨架向前搜索，找出所有分支；沿分支向前搜索，确定其端点及分支点；从分支端点沿分支骨架向前跟踪，遇到分支点停止搜索，去除分支，获取清晰准确的线结构光骨架图像。本发明可以实现面向焊缝跟踪的线结构光骨架在线、实时、自动、准确提取，提取速度快、精度高；对焊缝类型无约束；对焊接过程的弧光、飞溅、烟尘及工件反光等噪声干扰鲁棒

Influence of roll angle on robustness of P3P pose estimation

从工程应用的角度出发,在三个控制点构成等腰三角形且仅考虑图像坐标检测误差的条件下,研究了横滚角对P3P位姿测量方法鲁棒性的影响.首先在理论上推导出位姿参数误差与图像坐标检测误差间的关系,在此基础上通过简化条件下的理论推导结合一般条件下的统计分析得到如下结论:当横滚角为0°或±90°时,测量位姿的鲁棒性较好,而当横滚角为±45°或±135°时,测量位姿的鲁棒性最差.这一结论对位姿测量系统的设计具有一定的指导意义

面向焊缝跟踪的线结构光骨架提取及毛刺去除方法

本发明涉及面向焊缝跟踪的线结构光骨架提取及毛刺去除方法，对线结构光图像创建金字塔；对金字塔顶层图像提取线结构光骨架；重复应用图像上采样及骨架提取两步骤，初步获得焊缝图像线结构光骨架；从细化后焊缝图像第一列和最后一列向图像中间搜索，找到两个端点，即骨架起点和终点；从起点沿骨架向前搜索，找出所有分支；沿分支向前搜索，确定其端点及分支点；从分支端点沿分支骨架向前跟踪，遇到分支点停止搜索，去除分支，获取清晰准确的线结构光骨架图像。本发明可以实现面向焊缝跟踪的线结构光骨架在线、实时、自动、准确提取，提取速度快、精度高；对焊缝类型无约束；对焊接过程的弧光、飞溅、烟尘及工件反光等噪声干扰鲁棒

PSD based three-dimensional measuring method

本发明公开一种基于PSD的三维测量方法。使用由线阵PSD配合柱面镜头构成相机装置观测空间目标点P,得到空间点P在PSD相机的投影点u的位置信号。该位置信号可以唯一定义一个空间测量平面;当多个PSD相机同时使用时,由单一空间点P所获得的多个投影点u可以定义同样多个测量面;这些面非平行,其交点就是该空间点P;在这些平面方程可以确定的条件下,则该空间点P的位置可以由所述平面定义的坐标系下计算出来;为实现上述三维定位,要先对所使用PSD相机进行标定,获得参考坐标系与PSD投影点u的位置关系,当相机标定完成之后,再进行三维定位计算。本发明能实现基于PSD器件的空间点目标的3D实时测量

Z-shaped Perspective-Three-Line Problem's Unique Solution Conditions

Perspective-three-line (P3L) problem when three lines are coplanar and placed as Z-shaped is studied for camera pose determination from a single perspective view and 2-D to 3-D line correspondences. We find the problem's solution number depends on the location of optical center of the camera. If the optical center locates inside two conical cones or on a special plane, the problem has a unique solution, otherwise it has two possible solutions at most. The conclusions are proved via geometric method. The results show that line features can be applied to pose measurement in computer vision systems

Linear structured light based method for locating three-dimensional automobile tire using industrial robot

本发明面向工业机器人搬运轮胎应用中的目标定位问题，提出了一种基于线结构光的汽车轮胎三维定位方法：设计了一种十字形图案结构光；利用CCD相机采集有结构光的轮胎图像和无结构光的轮胎图像，进而得到只有结构光的图像；对结构光图像进行滤波，抑制图像中的噪声；对滤波后的图像进行边缘检测，提取结构光边缘；对边缘图像进行多次膨胀、腐蚀操作，平滑轮廓；在膨胀、腐蚀后的图像中提取水平、垂直结构光曲线段；确定胎冠上的结构光曲线段，进而得到胎冠内圆4个点的图像坐标；将4个点的图像坐标转换为三维空间坐标，并利用几何关系计算轮胎中心的三维坐标。本发明可以实现轮胎三维坐标的在线、实时、自动、非接触测量，测量速度快、系统柔性好、精度适中

Image local contrast enhancement method for improving perceptibility of image information

本发明是一种提高图像信息可感知度的图像局部对比度增强方法，保真图像局部信息的前提下尽量使图像中所有信息能被人眼清晰地感知到。保真图像局部信息是通过确保每一个像素与它周围一定范围内像素的灰度大小关系人眼感知不倒序来实现的。在此保真约束下，本发明从0开始一起同步拉大图像中所有灰度差不为0的相邻像素之间灰度值大小关系人眼可感知度，当部分相邻像素灰度大小关系人眼可感知度无法进一步拉大时，继续拉大其余相邻像素间灰度大小关系可感知度，直到所有相邻像素间灰度大小关系人眼可感知度都已经拉大到设定的可感知度阈值或者无法进一步拉大为止。本发明可用于增强各种原因导致的低对比度图像。</p