排爆机器人训练仿真系统中的碰撞检测技术 被引量：8

1

作者 丁伟利 郝颖明 +2 位作者 朱枫 秦丽娟 刘晓民 《系统仿真学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第3期675-679,共5页

精确的碰撞检测对提高虚拟现实系统的沉浸性、真实感至关重要。但是Vega只对碰撞检测提供了有限的支持,为提高碰撞检测的实时性和精确度,提出了分块设置掩码、动态加载相交矢量、在运动物体易发生碰撞的部位放置相交矢量以及物体高速运... 精确的碰撞检测对提高虚拟现实系统的沉浸性、真实感至关重要。但是Vega只对碰撞检测提供了有限的支持,为提高碰撞检测的实时性和精确度,提出了分块设置掩码、动态加载相交矢量、在运动物体易发生碰撞的部位放置相交矢量以及物体高速运动时引进距离因子等方法。有效的解决了排爆机器人训练仿真系统中遇到的各种碰撞检测问题。 展开更多

关键词 虚拟现实 碰撞检测 相交矢量 排爆机器人

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排爆机器人双目立体视觉系统的研究和开发 被引量：7

2

作者 范路桥 蒋梁中 +2 位作者 汪伟 姚锡凡 何春彬 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2007年第7期207-209,共3页

为了辅助公安人员更好地完成排爆工作,设计和开发了一个带双目立体视觉系统的排爆机器人。该视觉系统使用Matlab7.0和机器视觉软件EVision的EasyMatch库进行开发,能实时捕获排爆机器人周围的图像信息、进行摄像机标定、图像预处理、立... 为了辅助公安人员更好地完成排爆工作,设计和开发了一个带双目立体视觉系统的排爆机器人。该视觉系统使用Matlab7.0和机器视觉软件EVision的EasyMatch库进行开发,能实时捕获排爆机器人周围的图像信息、进行摄像机标定、图像预处理、立体图像匹配、求取可疑目标物的特征点的立体坐标,并把图像实时显示在控制台,控制排爆机器人准确地抓取可疑目标物。该机器人视觉系统成功地抓取实验,表明了它在精度上能够满足排爆机器人的项目要求。 展开更多

关键词 排爆机器人 计算机视觉 摄像机标定 特征匹配 三维重建

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排爆机器人的研究现状及其关键技术 被引量：27

3

作者 范路桥 姚锡凡 +2 位作者 祁亨年 杨武 蒋梁中 《机床与液压》 北大核心 2008年第6期139-143,共5页

综述了排爆机器人的国内外研究现状,介绍了排爆机器人的移动机构、基于计算机视觉的精确定位、导航、定位和路径规划、通讯和控制系统、多传感器信息融合等关键技术;并指出了此领域中存在的问题,提出了排爆机器人在标准化、模块化、控... 综述了排爆机器人的国内外研究现状,介绍了排爆机器人的移动机构、基于计算机视觉的精确定位、导航、定位和路径规划、通讯和控制系统、多传感器信息融合等关键技术;并指出了此领域中存在的问题,提出了排爆机器人在标准化、模块化、控制系统智能化、通讯系统网络化等方面的发展趋势,为它的进一步设计与开发提供了一些有用的信息。 展开更多

关键词 排爆机器人 智能机器人 计算机视觉 智能控制 反恐

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排爆机器人机械臂控制系统设计 被引量：16

4

作者 李波 张瑾 李国栋 《机电工程》 CAS 2015年第8期1110-1114,1150,共6页

针对远程控制排爆机器人机械臂能否精确定位并完成排爆任务的问题,将运动学、动力学分析方法与分布式控制理论应用到机械臂控制系统设计中,对机械臂的运动特征与实用控制原理进行分析研究,对机械臂控制系统的硬件、软件分别进行了具体设... 针对远程控制排爆机器人机械臂能否精确定位并完成排爆任务的问题,将运动学、动力学分析方法与分布式控制理论应用到机械臂控制系统设计中,对机械臂的运动特征与实用控制原理进行分析研究,对机械臂控制系统的硬件、软件分别进行了具体设计,确定了总体结构与主要部件参数,硬件上采用以LPC2378为核心的主控制器、LPC2368为核心的协处理器架构的控制系统,软件上采用CAN 2.0B总线技术完成主控制器与协处理器间通讯,提出了一种基于模块化设计与多传感器信息融合的机械臂控制系统,并在多种条件下进行仿真测试。研究结果表明,该排爆机器人机械臂各项技术指标基本达到设计要求,能够较好地实现远程视频定位控制、拆除剪断引爆器和搬运爆炸物,具备一定的反恐排爆能力。 展开更多

关键词 排爆机器人 机械臂 控制系统 模块化设计 信息融合

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基于模型预测控制的排爆机器人轨迹跟踪算法研究 被引量：9

5

作者 邓伟 刘平 +1 位作者 李贻斌 宋锐 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第S1期1-6,共6页

排爆机器人在复杂、危险环境下代替人作业拥有非常重要的地位。排爆机器人对期望轨迹的跟踪是避免发生危险最重要的环节。基于模型预测控制算法提出了排爆机器人末端轨迹跟踪算法。给出了机械臂状态空间的离散模型,已知当前时刻位置状... 排爆机器人在复杂、危险环境下代替人作业拥有非常重要的地位。排爆机器人对期望轨迹的跟踪是避免发生危险最重要的环节。基于模型预测控制算法提出了排爆机器人末端轨迹跟踪算法。给出了机械臂状态空间的离散模型,已知当前时刻位置状态和下一时刻位置输入状态,预测未来某时域内的输出状态;然后根据给定性能指标和约束条件,求解未来一段时域内的输入序列,对实际输出进行反馈校正;最后,采用实验仿真对比测试,验证了该算法的有效实时性,结果表明,基于模型预测控制的机器人末端轨迹跟踪算法具有良好的动态实时跟踪能力,实现了目标轨迹的有效跟踪。 展开更多

关键词 模型预测控制 排爆机器人 轨迹跟踪控制

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全地形排爆机器人运动机构设计研究 被引量：9

6

作者 李波 张瑾 李国栋 《机电工程》 CAS 2015年第6期803-807,共5页

针对排爆机器人在全地形上可靠运行的问题,将传动链分析与现代仿真技术应用到运动机构设计中,对机器人动力系统的传动比、额定功率、最大转矩等参数进行了论证计算,对运动机构主要部件进行了有限元分析,验证了主要部件参数,提出了一种... 针对排爆机器人在全地形上可靠运行的问题,将传动链分析与现代仿真技术应用到运动机构设计中,对机器人动力系统的传动比、额定功率、最大转矩等参数进行了论证计算,对运动机构主要部件进行了有限元分析,验证了主要部件参数,提出了一种基于四轮六履带运动机构的排爆机器人,并在多种场地条件下进行了实物测试。研究结果表明,该排爆机器人运动机构各项技术指标基本达到了设计要求,能够上、下斜坡或者楼梯、跨越障碍物,具备复杂环境条件下的全地形运行能力。 展开更多

关键词 排爆机器人 仿真 传动链 额定功率 最大转矩 全地形

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排爆机器人教学模拟训练系统的研究与实现 被引量：4

7

作者 秦丽娟 郝颖明 +2 位作者 朱枫 丁伟利 刘晓民 《系统仿真学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第1期67-70,75,共5页

基于软件平台Creator和Vega设计开发了排爆机器人教学模拟训练系统,对系统结构进行了分析,介绍了系统实现的软硬件方案。阐述了几何建模中基于多边形的组合建模、数据层次结构及优化数据库、LOD模型应用、纹理问题、重叠问题等关键技术... 基于软件平台Creator和Vega设计开发了排爆机器人教学模拟训练系统,对系统结构进行了分析,介绍了系统实现的软硬件方案。阐述了几何建模中基于多边形的组合建模、数据层次结构及优化数据库、LOD模型应用、纹理问题、重叠问题等关键技术问题,并且详细介绍了视景驱动软件Vega中实现碰撞检测、运动控制等关键技术问题的解决方案。最后实现了整个系统的设计开发,实验表明该系统具有良好的交互性和实时性。 展开更多

关键词 CREATOR VEGA 排爆机器人 模拟训练

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有限人参与下的排爆机器人半自主抓取 被引量：8

8

作者 曾建军 杨汝清 张伟军 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第8期1238-1243,共6页

提出了一种新的排爆机器人半自主爆炸物抓取方法.该方法包括机械臂、爆炸物和障碍环境的建模、C空间地图和路径规划.排爆机器人SUPER-PLUS在有限人参与下,利用手腕装载的激光测距传感器,扫描爆炸物周围的障碍环境,规划出一条无碰轨迹,... 提出了一种新的排爆机器人半自主爆炸物抓取方法.该方法包括机械臂、爆炸物和障碍环境的建模、C空间地图和路径规划.排爆机器人SUPER-PLUS在有限人参与下,利用手腕装载的激光测距传感器,扫描爆炸物周围的障碍环境,规划出一条无碰轨迹,实现爆炸物自主抓取.实验结果表明,该方法极大地提高了排爆操作的安全性和效率. 展开更多

关键词 排爆机器人 激光测距 环境建模 A＊算法 避碰 自主抓取

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基于准极限理论的排爆机器人直流电动机选择 被引量：5

9

作者 乔凤斌 谢霄鹏 杨汝清 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第6期892-894,904,共4页

针对特种机器人的特殊使用条件,提出了准极限理论的设计思想,即充分利用电动机的极限性能,用准极限度概念来表征电动机极限能力的利用率,在准极限度小于1且接近于1的选择准则下对排爆机器人的直流电动机进行选择,使选出的电动机在满足... 针对特种机器人的特殊使用条件,提出了准极限理论的设计思想,即充分利用电动机的极限性能,用准极限度概念来表征电动机极限能力的利用率,在准极限度小于1且接近于1的选择准则下对排爆机器人的直流电动机进行选择,使选出的电动机在满足要求的前提下,具有较小的重量和体积. 展开更多

关键词 机器人 排爆机器人 准极限理论 准极限度 直流电动机

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半智能排爆机器人的单手双目手眼系统 被引量：2

10

作者 范路桥 姚锡凡 +1 位作者 蒋梁中 汪伟 《华南理工大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第4期40-44,共5页

针对目前排爆机器人手动控制方式的不足,研究和开发了一个单手双目手眼系统用于半智能排爆机器人的自动控制.该系统基于双目视觉原理,采用Matlab7.0作为运算引擎,调用机器视觉软件eVision6.2中的EasyMatch模式匹配库进行立体匹配,实时... 针对目前排爆机器人手动控制方式的不足,研究和开发了一个单手双目手眼系统用于半智能排爆机器人的自动控制.该系统基于双目视觉原理,采用Matlab7.0作为运算引擎,调用机器视觉软件eVision6.2中的EasyMatch模式匹配库进行立体匹配,实时捕获图像,进行摄像机标定、图像预处理和匹配,确定可疑目标物的坐标,并把图像实时显示在控制台,自动控制手臂靠近并准确抓取可疑目标物.该半智能排爆机器人抓取实验的相对误差小于2.54%,表明该立体视觉系统在精度上能满足半智能排爆机器人的要求. 展开更多

关键词 排爆机器人 双目立体视觉 手眼系统 摄像机标定 特征匹配 三维重建

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基于计算机视觉的排爆机器人三维坐标计算（英文） 被引量：4

11

作者 范路桥 周文琼 +1 位作者 段班祥 姚锡凡 《机床与液压》 北大核心 2019年第12期143-150,共8页

针对目前排爆机器人手动控制方式的不足,研究和开发了一种基于计算机双目视觉的排爆机器人三维坐标计算方法,并依此设计相应的控制系统,以实现排爆机器人的自动抓取。首先介绍排爆机器人机械结构设计,然后介绍计算机双目视觉的原理及其... 针对目前排爆机器人手动控制方式的不足,研究和开发了一种基于计算机双目视觉的排爆机器人三维坐标计算方法,并依此设计相应的控制系统,以实现排爆机器人的自动抓取。首先介绍排爆机器人机械结构设计,然后介绍计算机双目视觉的原理及其软硬件,最后抓取精度实验和分析,机器人自动抓取目标物时,误差小于2 cm,满足抓取任务的精度要求。抓取中,当手爪在机器人正前方时,误差最小,反之,当手爪在机器人正前方的上面或下面、左边或右边时,误差变大;同时目标位置愈近愈好,但由于机械手的视觉范围决定不能太近,否则可能抓不到,或无法使目标物在摄像头的视觉范围之内。 展开更多

关键词 计算机视觉 排爆机器人 三维坐标 手眼系统

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基于ROS的临场可重构排爆机器人系统架构研究 被引量：5

12

作者 丁承君 冯玉伯 +2 位作者 高雪 李宗奎 朱雪宏 《现代制造工程》 CSCD 北大核心 2019年第1期64-68,共5页

在面对危险爆炸环境时,排爆机器人的临场任务具有多样性,根据不同的临场任务,机器人会在自身本体硬件的基础上,在现场对模块化组件进行快速组装,即机器人硬件方面的临场可重构。利用机器人操作系统(ROS),针对不同的硬件模块组合,进行软... 在面对危险爆炸环境时,排爆机器人的临场任务具有多样性,根据不同的临场任务,机器人会在自身本体硬件的基础上,在现场对模块化组件进行快速组装,即机器人硬件方面的临场可重构。利用机器人操作系统(ROS),针对不同的硬件模块组合,进行软件重构是临场可重构机器人的软件特性。提出了一种基于ROS的临场可重构排爆机器人软硬件架构模式,在面对复杂环境时,操作人员能够根据现场不同的任务要求,对模块化设计的排爆机器人进行组装,形成硬件重构;而系统软件根据硬件模块的组装情况进行软件自重构,从而使排爆机器人具备完成不同任务的能力。排爆机器人的这种软硬件架构设计模式使得机器人在实际工作中表现出高效性、鲁棒性和自适应性。 展开更多

关键词 机器人操作系统 可重构 排爆机器人 系统架构

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基于传统遗传算法的改进排爆机器人路径规划研究 被引量：3

13

作者 王枫红 邓志燕 陈炽坤 《图学学报》 CSCD 北大核心 2012年第3期41-45,共5页

针对传统遗传算法进化速度慢、容易陷入局部最优点等缺陷,提出了改进后新的路径规划算法。在判断路径中,基于闵科夫斯基原理对障碍物进行扩展;在构造路径中基于可视图原理进行改进,构造机器人的真正可行区域;在最短路径中对遗传算法中... 针对传统遗传算法进化速度慢、容易陷入局部最优点等缺陷,提出了改进后新的路径规划算法。在判断路径中,基于闵科夫斯基原理对障碍物进行扩展;在构造路径中基于可视图原理进行改进,构造机器人的真正可行区域;在最短路径中对遗传算法中种群的初始化,个体的编码方法等问题做了详细的研究,并在选择算子中引入相似度的概念,大大扩大了初始种群的范围,避免进入局部最优点。最后通过仿真实验验证了此算法的可行性。 展开更多

关键词 计算机应用 遗传算法 排爆机器人 路径规划

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基于OpenGL的排爆机器人离线编程系统 被引量：2

14

作者 曾建军 杨汝清 《系统仿真学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第23期5506-5508,5542,共4页

针对当前排爆作业未知非结构化环境的特点,提出了一种新的基于OpenGL的排爆机器人离线编程系统。该系统拥有友好的人机界面,包括多视频区域、控制区域和仿真区域,在能够增强操作者感知和理解排爆现场状况的基础上,更通过建立机器人模型... 针对当前排爆作业未知非结构化环境的特点,提出了一种新的基于OpenGL的排爆机器人离线编程系统。该系统拥有友好的人机界面,包括多视频区域、控制区域和仿真区域,在能够增强操作者感知和理解排爆现场状况的基础上,更通过建立机器人模型、环境模型和爆炸物模型,运用C空间方法和启发式搜索技术,开发了排爆机器人对爆炸物的半自主抓取功能,提高了操作安全性能和工作效率,降低了操作人员紧张程度,大幅度提高了排爆机器人的操作性能。 展开更多

关键词 排爆机器人 OPENGL 离线编程系统 操作性能

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排爆机器人越障机理及对爆炸物的动态响应分析 被引量：2

15

作者 莫海军 蒋梁中 《机械设计》 CSCD 北大核心 2007年第4期13-15,18,共4页

排爆机器人发现爆炸物后,需要将爆炸物运到排爆罐里进行引爆。这个过程机器人要夹着爆炸物跨越各种复杂的路面环境,比如跨台阶,壕沟,甚至上下楼梯等障碍,因而容易造成对机器人本体较大的冲击和振动,尤其是对爆炸物产生冲击和振动,严重... 排爆机器人发现爆炸物后,需要将爆炸物运到排爆罐里进行引爆。这个过程机器人要夹着爆炸物跨越各种复杂的路面环境,比如跨台阶,壕沟,甚至上下楼梯等障碍,因而容易造成对机器人本体较大的冲击和振动,尤其是对爆炸物产生冲击和振动,严重时使爆炸物从手爪中脱落,掉到地上。对华南理工大学自主研制的履带式排爆机器人越障过程的机理进行分析,研究机器人越障时产生的冲击载荷及其爆炸物的动力学响应,以及其对手爪夹持力影响分析。这对于研究排爆机器人在复杂路面运动时其爆炸物的动力学特性具有重要指导意义。 展开更多

关键词 排爆机器人 爆炸物 越障 动态响应

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基于双目立体视觉的排爆机器人自动目标抓取 被引量：1

16

作者 祁亨年 汪伟 蒋梁中 《广西师范大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2008年第3期137-140,共4页

目前各种多关节、多自由度的排爆机器人在实战中都存在操作复杂、速度慢的问题。为此,基于双目立体视觉设计并实现了一个排爆机器人的目标物自动抓取系统。该系统能根据目标物在两摄像机获取的图像坐标计算其三维坐标,从而对机械臂进行... 目前各种多关节、多自由度的排爆机器人在实战中都存在操作复杂、速度慢的问题。为此,基于双目立体视觉设计并实现了一个排爆机器人的目标物自动抓取系统。该系统能根据目标物在两摄像机获取的图像坐标计算其三维坐标,从而对机械臂进行轨迹规划和控制,完成目标物自动抓取。首先,建立了一个完整的双目立体视觉系统数学模型,然后,用张氏平面法标定两摄像机的内参数,再采用最小二乘法进行立体标定,得到双目立体视觉系统的外参数,从而根据目标物在左右摄像机成像得到的图像坐标计算其三维坐标。实验表明该系统能在满足作业精度要求的前提下,大大提高排爆作业的易操作性。 展开更多

关键词 双目立体视觉 排爆机器人 摄像机标定

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排爆机器人视频图像系统的研究与实现 被引量：1

17

作者 范路桥 姚锡凡 +2 位作者 蒋梁中 杨武 林焯华 《科学技术与工程》 2007年第19期4904-4908,共5页

为了辅助公安人员更好地完成排爆工作,设计和开发了一个带双目立体视觉系统的排爆机器人。给出了一个切实可行的视频图像处理系统,包括设计原理、系统结构、硬件选型、视频捕获的软件实现等。该机器人视觉系统成功地通过抓取实验,表明... 为了辅助公安人员更好地完成排爆工作,设计和开发了一个带双目立体视觉系统的排爆机器人。给出了一个切实可行的视频图像处理系统,包括设计原理、系统结构、硬件选型、视频捕获的软件实现等。该机器人视觉系统成功地通过抓取实验,表明了它在精度上能够满足排爆机器人的项目要求。 展开更多

关键词 排爆机器人 手眼系统 实时视频捕获 计算机视觉

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一种基于混合策略的排爆机器人目标抓取轨迹规划 被引量：4

18

作者 张云峰 马振书 +1 位作者 孙华刚 陆继山 《机床与液压》 北大核心 2015年第21期86-90,共5页

一种时间-脉动最优的混合优化策略被用来对排爆机器人目标抓取的轨迹进行规划,以兼顾机械臂运动过程中的平稳性和效率。采用三次样条曲线连接路径点,对路径点之间的运动时间搜索优化抓取轨迹。结果表明:关节空间的轨迹十分平滑,可以减... 一种时间-脉动最优的混合优化策略被用来对排爆机器人目标抓取的轨迹进行规划,以兼顾机械臂运动过程中的平稳性和效率。采用三次样条曲线连接路径点,对路径点之间的运动时间搜索优化抓取轨迹。结果表明:关节空间的轨迹十分平滑,可以减小机械磨损,避免关节速度、加速度的突然变化,控制振动。在工作空间的目标抓取仿真显示,机械臂可以沿着预定路径和策略在预抓取位置调整好姿态,无干涉的接近目标完成抓取任务。 展开更多

关键词 机械制造自动化 排爆机器人 轨迹规划 混合策略 目标抓取

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面向排爆机器人的虚拟仿真训练系统设计与实现

19

作者 王田苗 李雪雯 +1 位作者 孟偲 梁建宏 《高技术通讯》 CAS CSCD 北大核心 2006年第6期580-585,共6页

针对排爆机器人使用和训练的需求，设计并实现了一套排爆机器人虚拟仿真训练系统。首先分析了排爆机器人的常见结构，针对一种通用结构设计的排爆机器人设计了仿真训练系统的结构，并对仿真系统的几何建模、运动模型和碰撞检测进行了分... 针对排爆机器人使用和训练的需求，设计并实现了一套排爆机器人虚拟仿真训练系统。首先分析了排爆机器人的常见结构，针对一种通用结构设计的排爆机器人设计了仿真训练系统的结构，并对仿真系统的几何建模、运动模型和碰撞检测进行了分析，最后实现了排爆机器人虚拟仿真训练系统。该系统使操作手能够熟悉并掌握排爆机器人的操作。 展开更多

关键词 排爆机器人 几何建模 运动建模 虚拟仿真

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采用PC/104的排爆机器人嵌入式控制系统实现

20

作者 钟国梁 蒋梁中 《现代制造工程》 CSCD 北大核心 2010年第4期119-122,共4页

机器人控制系统是非线性多变量的控制系统,这对系统的开发提出了更多、更复杂的问题,增加了机器人控制系统的开发难度。介绍一种基于PC/104计算机机器人控制系统的硬件设计与实现,Windows CE操作系统的移植,生成可运行于X86的嵌入式控... 机器人控制系统是非线性多变量的控制系统,这对系统的开发提出了更多、更复杂的问题,增加了机器人控制系统的开发难度。介绍一种基于PC/104计算机机器人控制系统的硬件设计与实现,Windows CE操作系统的移植,生成可运行于X86的嵌入式控制系统,运行结果表明,该方案效果良好,机器人运动平稳,系统具有很好的鲁棒性和实时性。 展开更多

关键词 排爆机器人 PC/104计算机 WINDOWS CE操作系统 操作系统移植

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