隨著科技的快速發(fā)展,尤其是大數(shù)據(jù)和人工智能時代的逐步迫近,而機(jī)器人作為時代的產(chǎn)物,發(fā)揮著越來越重要的作用,在機(jī)器人運(yùn)動的過程中,樓梯可能是機(jī)器人必須通過的路段,因此如何平穩(wěn)快速準(zhǔn)確的使機(jī)器人通過樓梯顯得尤為重要。本文主要圍繞自主研發(fā)的多輪足機(jī)器人如何通過樓梯而展開。對于樓梯的識別問題,本文提出通過訓(xùn)練圖像分類模型來識別樓梯,相比于傳統(tǒng)的圖像方法,其識別效果較好,性能得到了較大的提升;對于樓梯的定位問題,本文通過實驗,確定了最適合樓梯的邊緣檢測算法,再配合改進(jìn)后的輪廓提取算法來定位樓梯,從而給機(jī)器人一個合適的前進(jìn)路徑;對于多輪足機(jī)器人在樓梯上的自平衡問題,本文首先從結(jié)構(gòu)上改進(jìn)了基于多輪足的越障機(jī)器人,然后通過mpu6050采集的數(shù)據(jù)設(shè)計了時序機(jī)器學(xué)習(xí)模型,傳統(tǒng)的控制方法并不能很好的解決非結(jié)構(gòu)環(huán)境下的自平衡問題,本文所設(shè)計的方法為解決非結(jié)構(gòu)化環(huán)境下的自平衡問題提供了一個全新的解決思路,且在本文的實驗環(huán)境下,本文設(shè)計的基于時序的機(jī)器學(xué)習(xí)模型能夠較好的解決多輪足機(jī)器人在樓梯上的自平衡問題。針對識別樓梯問題。本文對比研究了傳統(tǒng)的圖像分類網(wǎng)絡(luò)cnn、resnet網(wǎng)絡(luò)和模板匹配等方法。采集足夠多的數(shù)... 

【文章來源】：西南大學(xué)重慶市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：73 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

g測溫巡邏機(jī)器人Figure1.2emperaturepatrolrobotusing5g

西南大學(xué)工程碩士學(xué)位論文2圖1.1流水線上的視覺分揀機(jī)器人Figure1.1Visualsortingrobotontheassemblyline2020年，國內(nèi)爆發(fā)了新型冠狀肺炎疫情，為了快速的檢測公共場所人員的體溫情況。研究人員在智能機(jī)器人上加裝了5G熱成像測溫系統(tǒng)，配合機(jī)器視覺等人工智能算法，該款機(jī)器人不僅可以實現(xiàn)紅外線5米以內(nèi)，一次性快速測量10個人的體溫并實時反饋體溫數(shù)據(jù)到控制室，還可以智能識別來往路人是否配套口罩，并視需啟動報警系統(tǒng)[2]。5G測溫巡邏機(jī)器人實現(xiàn)了對體溫的快速檢測以及高效的反饋，通過這套系統(tǒng)實現(xiàn)了人員的快速高效通行，降低交叉感染風(fēng)險。圖1.25g測溫巡邏機(jī)器人Figure1.2emperaturepatrolrobotusing5g本文正是從人工智能和圖像處理的角度切入解決機(jī)器人識別并通過樓梯等問題。本文通過訓(xùn)練圖像分類模型來識別樓梯；對于樓梯的定位問題，本文采用邊緣檢測配合改進(jìn)后的輪廓提取算法來定位樓梯，從而給機(jī)器人一個合適的前進(jìn)路徑；對于機(jī)器人運(yùn)動到樓梯上之后的平衡問題，首先從結(jié)構(gòu)上改進(jìn)了基于多輪足的越障機(jī)器人，然后利用mpu6050，獲取機(jī)器人的姿態(tài)信息，訓(xùn)練基于時序的機(jī)器學(xué)習(xí)檢測模型，獲取機(jī)器人的狀態(tài)，從而糾正姿態(tài)，通過樓梯。

西南大學(xué)工程碩士學(xué)位論文41．輪腿式越障機(jī)器人一般的輪腿式越障機(jī)器人，也即混合型，雖然在非規(guī)整地面上越障能力強(qiáng)，但是當(dāng)其運(yùn)行在比較整齊的地面上時，有可能會行走不穩(wěn)定、不平衡等缺點。如C型輪腿式的機(jī)器人，誠然，它的越障能力確實很好，但其行走的時候并不穩(wěn)定，步態(tài)切換如果不及時，會導(dǎo)致顛簸抖動，而且控制復(fù)雜。圖1.3C型腿機(jī)器人Figure1.3C-leggedrobot偏心輪式機(jī)器人[6]，其越障效率好，但經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)其在規(guī)整路面下行走的時候，整個車身是一高一低的，且偏心輪式機(jī)器人的行走效率不高，與非偏心輪是機(jī)器人相比，車軸轉(zhuǎn)過相同角度的情況下，非偏心輪式機(jī)器人走過的路程大于偏心輪式機(jī)器人走過的路程。圖1.4偏心輪機(jī)器人Figure1.4Eccentricrobot非偏心的輪式越障機(jī)器人比較有名的是機(jī)器人Shrimp，瑞士科學(xué)家于2002年成功研發(fā)了該款越障機(jī)器人。機(jī)器人采用六輪組合結(jié)構(gòu)，整體機(jī)身采用對稱結(jié)構(gòu)。通過多輪結(jié)構(gòu)的自適應(yīng)調(diào)節(jié)，使得機(jī)器人Shrimp在輪式運(yùn)動基礎(chǔ)上獲得了優(yōu)越的越障性能[7]。

【參考文獻(xiàn)】：
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碩士論文
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本文編號：3217593