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三轮全向移动的多机器人动态可视化验证平台
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作者 朱鹏铭 阳佳奇 +5 位作者 刘鹏 邱学凯 代维 曾志文 卢惠民 周宗潭 《国防科技大学学报》 北大核心 2025年第4期132-142,共11页
为更好地研究分布式协作机器人中的复杂集体行为,设计了一种三轮全向移动的多机器人动态可视化验证平台,旨在提供一个直观且灵活的实验环境,促进多机器人算法的测试与发展。该平台由自主研发的低成本小型全向轮式移动机器人和可视化触... 为更好地研究分布式协作机器人中的复杂集体行为,设计了一种三轮全向移动的多机器人动态可视化验证平台,旨在提供一个直观且灵活的实验环境,促进多机器人算法的测试与发展。该平台由自主研发的低成本小型全向轮式移动机器人和可视化触摸屏幕构成,后者支持手势识别及物体形状检测,能够配置多样化的动态渲染场景。通过此平台,研究人员可以专注于多机器人系统中算法的设计与优化,同时不受限于特定场景或任务设定。该平台已经测试了机器人运动性能,并在多个任务场景中成功验证了多机器人算法,初步验证了其有效性和灵活性。 展开更多
关键词 多机器人系统 三轮全向机器人 动态可视化平台
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基于仿生视觉的机器人多区域全向避障研究
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作者 段宛妮 雷斌 蒋林 《传感器与微系统》 北大核心 2025年第10期17-21,共5页
蝗虫的小叶巨型运动探测器(LGMD)神经元已被证明对接近蝗虫视野的物体在直接碰撞过程中具有优先反应,但该网络缺乏运动方向感知机制,导致蝗虫视觉神经网络缺乏全向避障能力。为了提高蝗虫碰撞感知网络的全向避障能力,从果蝇视觉神经元... 蝗虫的小叶巨型运动探测器(LGMD)神经元已被证明对接近蝗虫视野的物体在直接碰撞过程中具有优先反应,但该网络缺乏运动方向感知机制,导致蝗虫视觉神经网络缺乏全向避障能力。为了提高蝗虫碰撞感知网络的全向避障能力,从果蝇视觉神经元获得灵感,将人工蝗虫视觉神经网络LGMD与基本运动探测器(EMD)相结合,融合创新型运动目标提取算法减少网络复杂度,提出一种仿生视觉避障神经网络(BVOANN)和动态碰撞检测应用式运动控制策略。利用Visual Studio软件对真实世界获取的视频进行仿真分析,并在低成本机器人上验证,结果表明:相较于传统模型仅能实现径向运动物体检测,改进模型具备全方位运动物体检测功能,从而实现更优异的避障效果。 展开更多
关键词 小叶巨型运动探测器 果蝇视觉 全向动态避障 仿生视觉 移动机器人
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一种仓储货物拣选机器人机械结构及其控制系统设计
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作者 郎需强 孙巍伟 王通 《机床与液压》 北大核心 2025年第9期38-43,共6页
针对大型电商仓储货物的拣选主要采用人工作业,存在效率低、劳动强度大、成本高等问题,开发适用于大型仓储环境的货物拣选机器人具有较高的商业价值及广阔的发展前景。根据实际货物搬运的作业需求,提出一种仓储货物自主拣选机器人,并对... 针对大型电商仓储货物的拣选主要采用人工作业,存在效率低、劳动强度大、成本高等问题,开发适用于大型仓储环境的货物拣选机器人具有较高的商业价值及广阔的发展前景。根据实际货物搬运的作业需求,提出一种仓储货物自主拣选机器人,并对其关键执行机构及其控制系统进行设计:为满足机器人对仓库环境的适应性要求,设计能够在堆垛紧密、操作空间狭窄环境下灵活移动的全向底盘;为解决密集排列托盘货物的拆垛难题,设计能够动态自主适应多品类、多规格箱式货物拣选的末端执行机构。综合运用理论计算与数值仿真软件,分别对机器人的关键执行机构进行运动学、动力学分析,并开展机器人关键零部件的强度和刚度分析。现场测试结果表明:所研制的机器人工程样机实现了预期的性能指标,为有效提升仓储业务的工作效率、降低物流成本、实现物流设施设备的完全自动化奠定了基础。 展开更多
关键词 货物拣选机器人 仓储环境 全向移动底盘 多节串联伸缩臂
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全方位移动式网球机器人的研究与设计 被引量:13
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作者 肖华 黄河 谢模焱 《机电工程》 CAS 2015年第4期509-515,共7页
针对普通网球发球机只能发球而不能将球击回模拟与网球运动员完成对练的问题,初步设计了一种全方位移动式的网球机器人。机器人底盘采用了三轮式全向轮系结构,可实现在场地上任意方向的移动以及零半径转弯;设计了击球机构、收球机构与... 针对普通网球发球机只能发球而不能将球击回模拟与网球运动员完成对练的问题,初步设计了一种全方位移动式的网球机器人。机器人底盘采用了三轮式全向轮系结构,可实现在场地上任意方向的移动以及零半径转弯;设计了击球机构、收球机构与发球机构,击球机构由一个三自由度的机械手组成,每个自由度用一个单独的伺服电机驱动,以实现不同角度与不同力度的发球与击球,从而达到模拟人的发球与击球动作的设计目标;采用了DSP为主控芯片,以双摄像机组建网球跟踪系统,将底盘运动控制与击球动作控制作为一个整体的六轴系统进行控制,从而适应网球运动中场上方位与球拍姿位的协调性要求。采用三维软件Solidworks对机器人的击球动作进行了仿真分析。仿真结果表明,该机器人能够实现对来自不同角度的网球进行回击。 展开更多
关键词 全方位 网球 机器人
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一种全向滚动球形机器人的运动分析与轨迹规划 被引量:9
5
作者 李团结 张学锋 陈永琴 《西安电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第1期29-33,共5页
设计了一种全向滚动球形机器人的内驱动机构,4台直线电机分别在4个空间对称的轮辐上径向移动,改变系统重心位置,驱动球形机器人在平面上全向滚动.基于球体纯滚动的非完整约束和步进直线电机运动的离散特性,建立了球形机器人的运动模型,... 设计了一种全向滚动球形机器人的内驱动机构,4台直线电机分别在4个空间对称的轮辐上径向移动,改变系统重心位置,驱动球形机器人在平面上全向滚动.基于球体纯滚动的非完整约束和步进直线电机运动的离散特性,建立了球形机器人的运动模型,给出了控制其运动的二阶微分方程组,进而提出了该球形机器人的轨迹规划算法.结合实例进行了运动分析和轨迹规划仿真,表明这种运动分析模型是正确的,并且简化了球形机器人的驱动装置,降低了能耗. 展开更多
关键词 球形机器人 全向滚动 运动分析 轨迹规划 虚拟样机
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基于改进PYR型全方位关节的7自由度仿人手臂设计 被引量:6
6
作者 吴伟国 邓喜君 蔡鹤皋 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第12期1345-1346,共2页
在总结7自由度仿人手臂机器人设计与研制经验的基础上,针对PYR关节刚度对机器人精度影响,以及关节结构优化设计问题,提出用实现关节力封闭的刚度保证器提高关节刚度,通过改进齿轮结构实现进一步小型化。从而实现PYR型全方位关节高刚度... 在总结7自由度仿人手臂机器人设计与研制经验的基础上,针对PYR关节刚度对机器人精度影响,以及关节结构优化设计问题,提出用实现关节力封闭的刚度保证器提高关节刚度,通过改进齿轮结构实现进一步小型化。从而实现PYR型全方位关节高刚度、小型化设计。 展开更多
关键词 机器人 仿人手臂 7自由度 全方位关节
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四轮全方位移动机器人各向相异性研究 被引量:7
7
作者 冷春涛 曹其新 《智能系统学报》 2007年第3期45-51,共7页
由于全方位轮的特殊构造,使得全方位移动机器人沿不同方向运动时具有的最大速度不同,以及在不同方向上的加速性能也不同,称之为各向相异性(anisotropy).为了充分发挥全方位移动机器人的优越性,通过对4轮全方位移动机器人进行运动学、动... 由于全方位轮的特殊构造,使得全方位移动机器人沿不同方向运动时具有的最大速度不同,以及在不同方向上的加速性能也不同,称之为各向相异性(anisotropy).为了充分发挥全方位移动机器人的优越性,通过对4轮全方位移动机器人进行运动学、动力学建模,分析了机器人各向相异性,确定了轮系布置与最大速度曲线的相关规律,以及当机器人沿某一方向以一定加速度运动时,不同轮子上驱动电机所需提供的转矩,从而使得机器人加速运动时更好地避免轮子打滑.并且通过Matlab-ADAMS联合仿真以及实际实验,验证了分析结果的正确性.对机器人的各向相异性作了全面系统的研究,从而更清楚地表述了模型特性,为更好地控制全方位移动机器人提供了基础. 展开更多
关键词 全方位移动机器人 全方位轮 相异性
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全向轮机器人路径规划与导航系统设计 被引量:20
8
作者 李文学 饶运清 +1 位作者 戚得众 易王画 《机械设计与制造》 北大核心 2014年第12期18-22,共5页
全向轮机器人因不存在非完整性约束可向任意方向做直线运动而不需事先做旋转运动,可执行复杂的弧线运动。介绍了一种基于正交码盘与陀螺仪建立的全向轮底盘定位系统与基于Bezier曲线路径规划的机器人导航算法。以13年亚太机器人大赛国... 全向轮机器人因不存在非完整性约束可向任意方向做直线运动而不需事先做旋转运动,可执行复杂的弧线运动。介绍了一种基于正交码盘与陀螺仪建立的全向轮底盘定位系统与基于Bezier曲线路径规划的机器人导航算法。以13年亚太机器人大赛国内选拔赛参赛机器人为平台,通过研究三轮全向轮底盘的运动特性,以DSP+FPGA为控制核心,结合外部传感器实现了对机器人的运动控制,使其能够跟随基于Bezier曲线规划的路径运动。实验表明,该套控制系统具有良好的运动控制精度,并在比赛应用中满足了高速、精确的底盘运动控制要求。 展开更多
关键词 全向轮机器人 全场定位 Bezier曲线路径规划 速度规划 导航
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具有万向机构的蛇形机器人运动控制 被引量:3
9
作者 叶长龙 马书根 +1 位作者 李斌 王越超 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第24期2235-2240,共6页
设计了一种能够使蛇形机器人运动更灵巧、奇异点更少和运动能力更强的机构 ,对具有三个自由度的新型蛇形机器人单元进行了改进 ,在单元上增加被动轮机构 ,使其具有万向机构的特点。该单元不仅能够用被动轮驱动机器人运动 ,而且增加了类... 设计了一种能够使蛇形机器人运动更灵巧、奇异点更少和运动能力更强的机构 ,对具有三个自由度的新型蛇形机器人单元进行了改进 ,在单元上增加被动轮机构 ,使其具有万向机构的特点。该单元不仅能够用被动轮驱动机器人运动 ,而且增加了类似于主动轮的驱动机构 ,克服了被动轮驱动能力弱的缺点 ,增强了机器人的运动能力。在分析非完整约束的基础上 ,对蛇形机器人的运动学和冗余度进行分析 ,提出了控制该类蛇形机器人运动的分解矩阵方法和分组交替运动法。 展开更多
关键词 蛇形机器人 万向机构 非完整约束 运动学控制
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一种具有稳定平台可全向滚动的球形机器人设计与分析 被引量:13
10
作者 李团结 朱超 《西安电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第1期53-56,共4页
提出了一种具有稳定平台的全向滚动球形机器人装置.该球形机器人由装在球体内部、相互垂直布置的两台伺服电机驱动,可在平面上全向滚动.在球形机器人内部有一个稳定的仪器、设备搭载平台,这个平台在球体全向滚动过程中始终保持稳定的姿... 提出了一种具有稳定平台的全向滚动球形机器人装置.该球形机器人由装在球体内部、相互垂直布置的两台伺服电机驱动,可在平面上全向滚动.在球形机器人内部有一个稳定的仪器、设备搭载平台,这个平台在球体全向滚动过程中始终保持稳定的姿态而不随球体一起滚动.介绍了该球形机器人的结构原理,基于其运动的非完整约束,利用广义欧拉角给出了其运动微分方程,建立了该球形机器人的运动学模型,结合实例对该球形机器人进行了运动分析和仿真. 展开更多
关键词 球形机器人 全向滚动 稳定平台 非完整约束 运动分析和仿真
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基于EKF的全景视觉机器人SLAM算法 被引量:6
11
作者 王开宇 夏桂华 +2 位作者 朱齐丹 夏国清 吴迪 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2013年第11期3320-3323,共4页
研究全景视觉机器人同时定位和地图创建(SLAM)问题。针对普通视觉视野狭窄,对路标的连续跟踪和定位能力差的问题,提出了一种基于改进的扩展卡尔曼滤波(EKF)算法的全景视觉机器人SLAM方法,用全景视觉得到机器人周围的环境信息,然后从这... 研究全景视觉机器人同时定位和地图创建(SLAM)问题。针对普通视觉视野狭窄,对路标的连续跟踪和定位能力差的问题,提出了一种基于改进的扩展卡尔曼滤波(EKF)算法的全景视觉机器人SLAM方法,用全景视觉得到机器人周围的环境信息,然后从这些信息中提取出环境特征,定位出路标位置,进而通过EKF算法同步更新机器人位姿和地图库。仿真实验和实体机器人实验结果验证了该算法的准确性和有效性,且全景视觉比普通视觉定位精度更高。 展开更多
关键词 全景视觉 移动机器人 扩展卡尔曼滤波 同时定位和地图创建
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基于架空轨道的全向移动机器人运动稳定性研究 被引量:7
12
作者 徐凯 林显新 +1 位作者 易丐 李国进 《食品与机械》 北大核心 2020年第2期105-109,共5页
根据基于架空轨道的全向移动机器人运动特点建立了一种以控制器、驱动机构和被执行对象为开环控制的系统模型,分析被执行对象受惯性作用对系统性能的冲击干扰稳定性,通过Matlab仿真分析瞬态性能,并与无扰动系统状态进行对比。结果表明,... 根据基于架空轨道的全向移动机器人运动特点建立了一种以控制器、驱动机构和被执行对象为开环控制的系统模型,分析被执行对象受惯性作用对系统性能的冲击干扰稳定性,通过Matlab仿真分析瞬态性能,并与无扰动系统状态进行对比。结果表明,增加速度(Kcs)反馈闭环的方法可提高系统的稳定性;改变Ka、Kc大小能使系统的动态性能保持在最优状态;采用闭环控制方法能够达到预期效果。 展开更多
关键词 全向移动机器人 架空轨道 运动稳定性 系统性能
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一种模块化全方位移动机器人的运动学分析 被引量:2
13
作者 叶长龙 胡德利 +1 位作者 马书根 李斌 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2010年第1期46-49,共4页
全方位移动机器人由三个轮式模块化单元和一个连接平台组成。轮式模块化单元是一个模块化万向单元称为MUU,具有俯仰、偏航和回转三个自由度。MUU的圆柱形铝合金外壳上安装了一系列的被动轮,这些被动轮机构使MUU成为一个大的全方位驱动轮... 全方位移动机器人由三个轮式模块化单元和一个连接平台组成。轮式模块化单元是一个模块化万向单元称为MUU,具有俯仰、偏航和回转三个自由度。MUU的圆柱形铝合金外壳上安装了一系列的被动轮,这些被动轮机构使MUU成为一个大的全方位驱动轮。MUU在垂直于身体轴线方向能够提供较大驱动力,而在身体轴线方向的作用力由小被动轮卸载,从而实现万向轮的功能。高度的集成性使MUU的通讯和更换易于实现。移动机器人的运动学分析证明了该机器人的运动灵活性。最后,给出了该机器人的运动实验和仿真结果。 展开更多
关键词 全方位运动 轮式移动机器人 运动学 模块化
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一种基于全向摄像机的移动机器人定位方法 被引量:5
14
作者 马建光 贾云得 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第3期317-321,共5页
研究用压缩的全向图像在移动机器人上定位和环境建模.采用Parzen窗方法估计全景图像边缘的概率密度,用FFT方法简化计算获得密度估计的实时处理效果.研究了全景图像的旋转不变特性和全景图像矢量集合的主成分提取方法,以进一步降低图像... 研究用压缩的全向图像在移动机器人上定位和环境建模.采用Parzen窗方法估计全景图像边缘的概率密度,用FFT方法简化计算获得密度估计的实时处理效果.研究了全景图像的旋转不变特性和全景图像矢量集合的主成分提取方法,以进一步降低图像数据矢量维数.压缩数据量后,便于建立大的环境模型供移动机器人实时定位用.定位通过投影图像矢量到特征子空间和在子空间中寻找最邻近点的方法实现.提出的定位方法用于移动机器人定位系统,在室内场景多次试验获得了较理想的结果. 展开更多
关键词 全向视觉 定位 移动机器人 环境建模
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基于BackStepping的全向机器人编队控制 被引量:6
15
作者 王钦钊 程金勇 李小龙 《兵器装备工程学报》 CAS 2017年第8期98-102,共5页
提出一种多机器人协同编队方法;根据领航机器人和队形库确定虚拟领航者的位姿参数,将基于领导跟随方法的编队问题转化为跟随机器人对于虚拟领航者的轨迹追踪问题;采用Back Stepping方法逐步构造控制系统的Lyapunov函数,使该函数负定,跟... 提出一种多机器人协同编队方法;根据领航机器人和队形库确定虚拟领航者的位姿参数,将基于领导跟随方法的编队问题转化为跟随机器人对于虚拟领航者的轨迹追踪问题;采用Back Stepping方法逐步构造控制系统的Lyapunov函数,使该函数负定,跟随机器人全局渐进的跟踪各自的虚拟领航者;仿真和实物实验验证了该编队方法的有效性与可行性。 展开更多
关键词 全向机器人 BACKSTEPPING 编队 轨迹跟踪
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一种智能医疗机器人行走机构的研究 被引量:4
16
作者 王仲民 储健 +1 位作者 王金城 崔世钢 《机械设计与制造》 2004年第5期88-89,共2页
介绍了一种在移动机器人中常用的全方位移动机构—麦卡纳姆轮系的原理以及结构。然后在此基础上对其进行了运动学分析和控制系统的设计,实现了其在平面上的全方位移动。
关键词 移动机器人 全方位移动机构 运动学分析
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基于全景视觉的移动机器人的运动目标检测 被引量:5
17
作者 汤一平 胡大卫 +2 位作者 蔡盈梅 黄珂 姜荣剑 《计算机科学》 CSCD 北大核心 2015年第11期314-318,F0003,共6页
在动态背景下的运动目标检测中,由于目标和背景两者都是各自独立运动的,在提取前景运动目标时需要考虑由移动机器人自身运动引起的背景变化。仿射变换是一种广泛用于估计图像间背景变换的方法。然而,在移动机器人上使用全方位视觉传感器... 在动态背景下的运动目标检测中,由于目标和背景两者都是各自独立运动的,在提取前景运动目标时需要考虑由移动机器人自身运动引起的背景变化。仿射变换是一种广泛用于估计图像间背景变换的方法。然而,在移动机器人上使用全方位视觉传感器(ODVS)时,由于全方位图像的扭曲变形会造成图像中背景运动不一致,无法通过单一的仿射变换描述全方位图像上的背景运动。将图像划分为网格窗口,然后对每个窗口分别进行仿射变换,从背景变换补偿帧差中得到运动目标的区域。最后,根据ODVS的成像特性,通过视觉方法解析出运动障碍物的距离和方位信息。实验结果表明,提出的方法能准确检测出移动机器人360°范围内的运动障碍物,并实现运动障碍物的精确定位,有效地提高了移动机器人的实时避障能力。 展开更多
关键词 全方位视觉传感器(ODVS) 移动机器人 背景补偿 分块仿射变换
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基于ROS和全向舵轮驱动的移动机器人系统设计 被引量:6
18
作者 徐建明 吴小文 +1 位作者 蔡奇正 倪洪杰 《高技术通讯》 CAS 2021年第7期738-746,共9页
本文设计了一种基于机器人操作系统(ROS)和EtherCAT的双舵轮全向移动机器人控制系统。首先建立双舵轮对角驱动移动机器人运动学模型;采用Xenomai实时内核和IgHEtherCAT主站技术设计机器人底层驱动;在ROS平台下,以movebase为核心设计机... 本文设计了一种基于机器人操作系统(ROS)和EtherCAT的双舵轮全向移动机器人控制系统。首先建立双舵轮对角驱动移动机器人运动学模型;采用Xenomai实时内核和IgHEtherCAT主站技术设计机器人底层驱动;在ROS平台下,以movebase为核心设计机器人导航规划层,导航数据源由惯性测量单元、编码器和激光雷达获取;利用Qt设计远程客户端人机界面,主要包含控制窗口和数据库等界面;最后,针对构建的全向移动机器人进行自主导航实验,实验结果验证了所设计系统的实用性。 展开更多
关键词 机器人操作系统(ROS) 全向移动机器人 激光导航 ETHERCAT 舵轮
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一种全方位移动机器人的控制方法 被引量:4
19
作者 邓旭玥 易建强 赵冬斌 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2005年第2期139-144,共6页
基于本所开发的轮式全方位移动机器人,给出了这一类机器人的运动学模型;依据矩阵条件数的概念,分析了运动学模型的不确定性对控制效果的影响;利用机器人具有的全方位移动能力,提出一种结构简单的控制方法,在机器人本体方向保持不变或依... 基于本所开发的轮式全方位移动机器人,给出了这一类机器人的运动学模型;依据矩阵条件数的概念,分析了运动学模型的不确定性对控制效果的影响;利用机器人具有的全方位移动能力,提出一种结构简单的控制方法,在机器人本体方向保持不变或依据某种要求变化的情形下,分别实现轨迹跟踪和位姿跟踪;仿真计算和实际实验结果证明了所提出的控制方法的有效性。 展开更多
关键词 轮式全方位移动机器人 控制方法 运动学模型 驱动系统
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增强现实技术在远程现实中的应用研究 被引量:5
20
作者 朱齐丹 仲训昱 陆军 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2008年第9期81-85,共5页
设计了基于移动机器人的远程现实系统,辅助机器人遥操作。为提高人机交互能力,把增强现实技术应用到远程现实当中,根据增强现实中三维注册的原理,推导了双曲面全景成像中基于视觉的注册算法,实现了三维虚拟机器人在全景图像中的注册定... 设计了基于移动机器人的远程现实系统,辅助机器人遥操作。为提高人机交互能力,把增强现实技术应用到远程现实当中,根据增强现实中三维注册的原理,推导了双曲面全景成像中基于视觉的注册算法,实现了三维虚拟机器人在全景图像中的注册定位。为了提供更加直观的人机交互界面,采用一种快速算法把圆形全景图进行近似的柱面展开,并将"增强远程现实"应用于展开的图像界面中。实验结果表明,增强远程现实改善了场景的视觉感官效果、增加了辅助信息、提高了人机交互能力。 展开更多
关键词 移动机器人 增强现实 远程现实 全景图像 三维注册
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