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关键词： 语音识别   MFCC   小波变换   DTW   BP神经网络   机器人控制  

摘要： 随着当今科技的高速发展,语音识别技术被越来越多的人所关注。语音识别技术作为智能机器人研究领域的一个重要分支,其目的就是让机器能够听懂人类的语言,便于人机交流。因此,将语音识别技术应用于机器人控制领域,体现了当今自动化的发展水平。 本论文基于语音识别技术,以实现机器人的简单运动控制为目标,完成对特定人孤立词语音信号的识别,重点研究语音信号的特征参数提取算法和语音识别算法。 结合语音识别的基础理论知识,对采集到的语音信号进行时域和频率域的分析以及归一化、预加重、加窗分帧、端点检测等预处理变换。以梅尔频率倒谱系数(MFCC)作为语音信号的特征参数序列,并将MFCC与小波变换相结合,获得更能有效表征语音信号特征的WT-MFCC参数。 对比目前几种常用语音识别算法的特点,选择动态时间规整(DTW)算法和神经网络算法对语音信号进行识别。对DTW算法和BP神经网络算法进行深入研究,使用MATLAB编写基于DTW和BP神经网络的语音识别程序,对比识别效果并改进识别算法。 在LabVIEW中编写语音信号采集程序以及语音识别的上位机界面,在Proteus中搭建下位机直流电机正反转控制电路,通过虚拟串口技术,完成纯软件环境下的语音识别控制系统的仿真。 通过上位机语音识别系统对采集到的语音命令进行识别,编写MT-UROBOT机器人的运动控制程序,采用DTD462无线通信模块进行无线通信,实现对MT-UROBOT机器人的语音控制。

关键词： 折弯机器人   CPAC   开放式结构   折弯跟随算法  

摘要： 以计算机可编程自动化控制器CPAC(Computerized Programmable Automation Controller)作为六自由度折弯机器人的控制器,设计了一种开放式的折弯机器人控制系统。CPAC将嵌入式PC、PLC与运动控制器集成在同一个硬件平台中,与"工业控制计算机+运动控制卡"结构的控制器相比,具有很高的可靠性,稳定性和抗干扰能力。控制系统采用了模块化的软件体系结构,针对不同折弯工况要求,实现了折弯跟随、折弯联动及板料翻面等不同折弯工艺模块的集成。本文对折弯跟随的基本原理和实现方法进行了详细的描述。实践证明,折弯跟随动作与板材变形过程基本一致,跟随准确度较高。

关键词： Android   视频监控   VLC框架   流媒体   3G  

摘要： 为了实现智能移动终端对家用机器人的远程控制,给出了一种利用Android手机通过3G网络控制家用机器人的方法。系统采用客户端/服务器结构,利用VLC开源流媒体框架实现实时视频监控。服务器采集的视频采用实时流传输协议(RTSP)发送至客户端。服务器和下位机之间通过RS232串口通信,和客户端之间通过Socket通信。分别在WIFI和3G网络下对系统进行了测试,实现了Android手机对家用机器人的视频监控、运动控制和传感器信息的显示,测试结果表明该方法是有效的。

关键词： 码垛机器人   PLC   控制系统  

摘要： 分析了新型码垛机器人的机构原理,阐述了其控制系统总体设计方案,然后分别介绍了硬件系统设计及PLC软件设计,最后探讨了系统作业流程。

关键词： 远程控制   机器人   Android   JMF   XMPP  

摘要： 随着机器人远程控制技术的日趋成熟，智能机器人在军事、探险、工业生产等方面发挥了重大作用，同时在日常生活中的应用领域也在不断扩大，给人们带来了许多便利。3G移动互联网和移动智能终端的飞速发展又为机器人远程控制技术的研究提供了新的平台，使随时随地控制机器人成为了可能。在此背景之下，本文设计并实现了一个基于Android系统的远程机器人控制系统，通过接入3G网络使用手机对机器人进行远距离的实时控制。 论文中视频传输过程采用流媒体的形式，使用Sun公司发布的Java多媒体框架JMF完成机器人摄像头视频的采集、压缩和传输，控制指令的传输借助即时通讯协议XMPP来实现，机器人上位机与底层的通信使用Java本地接口JNI，并分别对这些技术进行了深入研究。然后，描述系统设计思想，设计系统总体架构。把系统划分成两条数据主线：机器人采集视频向手机传输以及手机发送指令控制机器人运动，并按照开发平台分别进行功能模块划分，介绍详细的设计方案。 最后，介绍系统的软硬件开发环境，描述机器人、Android手机、服务器的硬件配置和程序开发所使用的编程语言、开发工具等，然后使用论文前面介绍的关键技术具体讲解系统的实现过程。经过系统整体测试，在网络状况良好时，通过手机基本可以流畅地观看机器人采集的实时视频，也能发送指令控制机器人运动，达到系统设计要求。

关键词： Android   视频监控   VLC视频框架   3G  

摘要： 家用机器人集成了视觉、温湿度、烟雾等多种传感器，可以对家庭环境进行全方位监测。利用便携性强的Android智能手机和覆盖范围广的3G移动网络对家用机器人进行远程控制，能够随时随地了解家庭状况，对于提升家用机器人的服务水平、推动机器人走进家庭生活具有重大作用。 开发了一套家用机器人远程控制系统，分为服务器、客户端和下位机三部分。其中服务器程序运行于Windows系统平板电脑上，客户端程序运行于Android系统智能手机上。对系统功能需求进行了分析，划分为远程视频监控、远程运动控制和传感器信息远程传输三个模块。服务器和客户端建立了基于3G网络的通信信道。详细介绍了服务器和客户端程序涉及的线程和系统运行流程。 服务器和客户端使用统一的VLC视频框架提供的LibVLC接口实现远程视频监控功能。服务器程序采用MFC进行开发，调用VLC的动态链接库实现了摄像头图像采集、视频编码和RTP封包。利用RTSP协议同客户端交互控制RTP报文的发送，实现了视频数据的流式传输。视频编码提供了H.263、MPEG-4和H.264三种选择以适应不同的网络质量和手机硬件能力。在服务器端设计了基于RTCP协议RR报文丢包率反馈的画质调整策略。客户端程序利用Android系统的JNI技术在Java中调用VLC源码在Linux下编译得到的so库实现了RTP报文的接收、排序、解码和播放，同时向服务器发送RR报文提供周期内接收RTP数据包的统计资料。 服务器利用CSocket类实现了和客户端的Socket通信，利用MSComm控件实现了和下位机的串口通信。下位机程序运行于ATmega128L单片机上，实现了机器人的运动控制、传感器数据采集和串口通信。 分别在WIFI和3G网络下对系统的远程视频监控、远程运动控制和传感器信息显示功能进行了验证。在不同参数下对视频传输占用的网络带宽大小和得到的画面清晰度进行了比较。使用两部Android手机分别在WIFI和3G网络下以不同的编码算法、分辨率和帧率对视频监控的实时性进行了测试。结果表明在3G网络下以H.263算法、QCIF的分辨率和5fps的帧率进行传输，延迟大约为5s，且传输流畅，画面较清晰，适合用于3G网络下的实时视频监控。在WIFI和3G网络下，运动控制指令和传感器信息的传输延迟基本都在1s之内，实时性好。

关键词： 课程建设   机器人控制技术   实践教学  

摘要： 本文讨论了我校开设的"机器人控制"课程所存在的一些不足,主要是缺少适用于课程教学的多媒体教学课件和适用于实践教学的实验设备。笔者提出"机器人控制"课程教学手段还应包括物理概念动画演示和机器人运动仿真模拟,以及其它具体的解决方案,现正在逐步实施,所取得的成果也已应用于实际教学中。实践表明,该课程建设方案是合理的。

关键词： 机械行业   机器人   仿真技术  

摘要： 随着科学技术的发展,机械行业机器人的开发与运用日渐增多,如何实现对机器人的控制与仿真,是需要研究和解决的问题之一,本文的基于机器人的基础理论,介绍了机械行业机器人控制与仿真的关键技术。

关键词： 康复医学   上肢康复机器人   虚拟现实   MATLAB/Simulink   仿真  

摘要： 随着经济的发展和科技的进步,人们的生活习惯和生活环境都发生着巨大的改变。据世界卫生组织统计,我国脑卒中的发病率呈逐年上升的趋势,因脑卒中、脑损伤导致的偏瘫和残疾的人数也同样呈增长趋势。在这样的背景下,康复机器人,作为一种治疗偏瘫患者的康复医疗器械,因其诸多的优势,越来越受到医疗机构的重视和青睐。 本文以5自由度上肢康复机器人系统为研究对象,通过对康复医学治疗机理的学习和研究,对比传统康复训练方法,基于虚拟现实技术设计和开发了上肢康复训练的虚拟交互环境。论文工作主要体现在以下几个方面： 首先,根据机器人手臂的运动学和动力学特性,建立了上肢机器手臂的运动学模型,以此作为基础,设计了相应的被动训练的控制策略；在考虑痉挛扰动对系统影响的情况下,分别对康复机器人系统进行了传统PID控制、模糊控制和模糊PID控制的仿真分析。仿真结果表明,模糊控制和模糊PID控制方法对于康复机器人系统中的不确定性干扰具有良好的抑制作用。 其次,基于MATLAB的虚拟现实建模工具,搭建机器人三维仿真模型；结合MATLAB/Simulink强大的计算仿真功能,设计构建了5自由度上肢康复机器人的仿真系统。基于此三维仿真模型和构建的上肢康复机器人仿真系统,可以顺利地解决预测、分析和评价等问题,进一步启发新的思想或产生新的策略；同时还能暴露出原系统中隐藏着的一些问题,以便及时解决,为康复机器人的进一步研究奠定了坚实的基础。

关键词： 矿难救灾   六足机器人   仿土拨鼠机器人   掘进运动   弹簧—质量倒立摆模型（SLIP   蠕动控制  

摘要： 煤矿安全生产事故频发不仅造成了生命财产的损失，还影响国家声誉和社会安定。矿难一旦发生，如何展开事故救援以最大限度地挽回人民的生命和财产损失，一直是世界各国研究的热点问题。灾害矿井环境复杂、空间受限、而且充满了爆炸性气体，这些特点不仅使救援工作难以展开，而且还会给参与救援的人员带来伤害，在救援过程中由于救援不力造成更大伤亡或救援人员伤亡的事件时有发生。随着机器人技术和智能技术的发展，让机器人代替人进入灾害矿井探测事故现场的巷道结构、温度、瓦斯和一氧化碳等有毒气体的浓度等环境参数，并将信息传送到指挥机构，对于救援工作的展开具有重要的参考意义，人员营救机器人还能够携带药品、食物、水、生命探测仪等救援物资直接参与人员营救。 当前的矿难机器人主要以轮式和履带式机器人为主，这类机器人的环境适应能力有限，体积较大，无法进入狭小空间，特别是遇到堵塞区域时无法继续前行，影响救援工作的进行。本文设计了仿土拨鼠矿难救灾机器人，该机器人采用六足行走，地形适应能力强，同时还具备蠕动和掘进功能，能够在狭小空间中穿行，在遇到堵塞区域时能够进行掘进，减少了环境探测的盲区。基于仿土拨鼠矿难机器人平台，本文对其控制系统若干关键问题进行研究，具体包括以下内容： 对机器人六足运动、颈部运动以及蠕动运动等运动形式下的机器人运动学和动力学进行分析，建立相应的运动学和动力学模型，为运动控控制器的设计奠定模型基础。 在对机器人六足行走步态进行分析的基础上，提出了一种基于BSLIP (双足弹簧一质量倒立摆）模型和足底压力反馈的机器人本体运动控制方法，设计了相应的动力学控制器，该控制方法控制精度高，工程实现简单。 机器人在狭小空间内依靠撑紧机构和腰部机构的协调运动实现蠕动，蠕动过程中撑紧力的大小对机器人蠕动效率具有决定性的影响，撑紧力过小容易产生“打滑”，过大则能量损失大。本文提出了一种基于最小能量损失的机器人蠕动控制方法，该方法根据蠕动轨迹来计算最优撑紧力的大小，进而求解驱动电机的驱动力矩，最大程度地减小能量损失。 对机器人的掘进过程进行了分析，给出了机器人实现掘进运动的实现流程’并对掘进过程中颈部运动控制方法进行了研究，提出了一种基于动力学前馈补偿的颈部运动控制方法，该控制方法能够克服负载力矩对控制精度的影响，提高了不确定环境下掘进控制的精度。 根据爆炸性气体环境对机器人控制系统硬件的要求，研究了仿土拨鼠矿难救灾机器人控制系统硬件平台的搭建和控制系统软件的幵发。研制了具有六足行进功能的矿难救灾机器人样机，并开发了基于分层递阶式体系结构的控制系统软件，样机实验表明该机器人具有良好的地形适应性，能够满足复杂环境下运动稳定性的要求。 本文的研究对于矿难救灾机器人控制系统理论研究和工程实践具有重要参考意义。