基于NAO机器人与无人机的空地协同系统研究及应用
发布时间：2021-11-27 14:38
地面移动机器人由于其自身功能的限制对全局环境感知较为局限,无人机可以在特定高度对地面环境的全局范围观测但负载和续航能力较为缺乏,因此空地机器人协作系统具有优势互补的特点。本文以NAO机器人和无人机建成空地机器人协作平台,主要研究内容如下:在无人机对地检测中,由于无人机在高空对地面环境感知的同时会受到地面阴影等的影响造成检测偏差,提出了颜色特征加轮廓识别的对目标的检测方法,在路径处理中运用图像处理方法组合的办法以消除无关特征提取出完整路径,使用细化加角点特征检测的方法实现对角点的提取,完成地面的搜索需求。在路径规划问题当中,由于生成地面路径为二维数组迷宫,因此通过比较常用的两种路径规划方法,即深度优先与广度优先,选取了广度优先算法作为路径规划,以此进行导航。在空地机器人的通信结合中,根据NAO机器人与无人机的实际条件选取了无线宽带作为适合的通信方法,结合角点特征对拐点方向数据编码,实现空地机器人通讯。在地面机器人执行地面任务中,对NAO机器人使用霍夫变换进行航向纠偏、侧偏修正,在目标识别和抓取中经计算目标在图像当中的位置后使用运动学原理完成对小棒的抓取,最后用Python语言编写程序并用...
【文章来源】：宁夏大学宁夏回族自治区 211工程院校
【文章页数】：54 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２－１空地机器人任务流程??２．２空地机器人结构设计??
息执行任务，空中机器人和地面机器人的结构主要包括空中机器人、地面机器人、通讯系统、??图像采集系统及开发环境等，空地机器人经选型和设计采用了四旋翼无人机和地面ＮＡＯ机器人??作为空地协作系统的平台（图２－２），空中机器人为四旋翼无人机，主要包括飞控、电机、摄??像头等，地面机器人为ＮＡＯ机器人，主要包括地面处理器、摄像头、控制器、传感器等。空地??机器人选择ＷｉＦｉ进行通讯，能够很好的进行创作开发。??Ｊ?ｙ?ｙ?ｒ??摄像头——？空中处理器一１?ｂ地面处理器＾——？摄像头??ＷｉＦｉ?ＷｉＦｉ?：?ｊ?：???￣Ｘ￣??Ｉｆｅｔ?＜——?ｔ??，，?？电机??—＞?飞控?控制器?＋－??其它?＜￣?——？其它??图２－２空地机器人结构??２．２．１空中机器人（ＵＡＶ）结构的设计??空中机器人（Ｕｎｍａｎｎｅｄ?Ａｅｒｉａｌ?Ｖｅｈｉｃｌｅ，?ＵＡＶ），?—般简称为无人机，在军事领域和民用领域??都有很好的发展前景，目前已发展成为种类繁多的飞行器，按飞行机理的不同可分为固定翼型、??扑翼型和旋翼型三种，其中旋翼型又可简单根据旋翼数量再进行区分，如四旋翼、八旋翼等，??旋翼无人机的特点为体积小、重量轻，飞行速度低，且能够垂直起降、倒飞、横飞和盘旋，还??可以通过缓慢的调整动作实现精确的位姿
息执行任务，空中机器人和地面机器人的结构主要包括空中机器人、地面机器人、通讯系统、??图像采集系统及开发环境等，空地机器人经选型和设计采用了四旋翼无人机和地面ＮＡＯ机器人??作为空地协作系统的平台（图２－２），空中机器人为四旋翼无人机，主要包括飞控、电机、摄??像头等，地面机器人为ＮＡＯ机器人，主要包括地面处理器、摄像头、控制器、传感器等。空地??机器人选择ＷｉＦｉ进行通讯，能够很好的进行创作开发。??Ｊ?ｙ?ｙ?ｒ??摄像头——？空中处理器一１?ｂ地面处理器＾——？摄像头??ＷｉＦｉ?ＷｉＦｉ?：?ｊ?：???￣Ｘ￣??Ｉｆｅｔ?＜——?ｔ??，，?？电机??—＞?飞控?控制器?＋－??其它?＜￣?——？其它??图２－２空地机器人结构??２．２．１空中机器人（ＵＡＶ）结构的设计??空中机器人（Ｕｎｍａｎｎｅｄ?Ａｅｒｉａｌ?Ｖｅｈｉｃｌｅ，?ＵＡＶ），?—般简称为无人机，在军事领域和民用领域??都有很好的发展前景，目前已发展成为种类繁多的飞行器，按飞行机理的不同可分为固定翼型、??扑翼型和旋翼型三种，其中旋翼型又可简单根据旋翼数量再进行区分，如四旋翼、八旋翼等，??旋翼无人机的特点为体积小、重量轻，飞行速度低，且能够垂直起降、倒飞、横飞和盘旋，还??可以通过缓慢的调整动作实现精确的位姿
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种改进的一维Otsu快速算法[J]. 郭瑞峰,杨柳,彭光宇,袁超峰. 现代电子技术. 2017(20)
[2]无人机APM-PIXHAWK飞控应用研究[J]. 张祖航,曹著明,薛翼飞. 职业. 2017(28)
[3]Java、Python和Matlab混合编程及其在气象中的应用[J]. 陈宇罡,汪永青,李琳,焦瑞莉,王立志. 电子世界. 2017(16)
[4]基于NAO机器人的目标识别方法[J]. 梁付新,刘洪彬,张福雷,常发亮. 计算机工程与设计. 2017(08)
[5]家用教育娱乐机器人的机遇与挑战[J]. 宋宇宁,刘世昌. 机器人产业. 2017(03)
[6]机器人在工业中的应用与发展[J]. 程正富,田永酉,伏春平. 山东工业技术. 2017(10)
[7]基于FPGA的图像形状边缘匹配算法的实现[J]. 陈坤,黎煊,刘品,王帅,胡真财,肖云漭,吴兴勤,黄浩. 科技创新与应用. 2016(11)
[8]自适应阈值图像边缘检测方法[J]. 李敏花,柏猛,吕英俊. 模式识别与人工智能. 2016(02)
[9]机器人技术的国内外发展现状探究[J]. 邓广福,王效,刘鹏. 装备制造技术. 2015(04)
[10]改进的直方图均衡化算法在图像增强中的应用[J]. 姜柏军,钟明霞. 激光与红外. 2014(06)
硕士论文
[1]基于Vision-SLAM的仿人机器人自主行走的研究[D]. 马春丽.燕山大学 2016
[2]基于机器视觉的四旋冀无人机定点着陆系统设计与实现[D]. 李永健.华南理工大学 2015
[3]仿人机器人控制系统设计与稳定性研究[D]. 陈光伟.西华大学 2010
[4]基于语义的图像内容检索技术的研究[D]. 高德威.武汉理工大学 2009
本文编号：3522487
【文章来源】：宁夏大学宁夏回族自治区 211工程院校
【文章页数】：54 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２－１空地机器人任务流程??２．２空地机器人结构设计??
息执行任务，空中机器人和地面机器人的结构主要包括空中机器人、地面机器人、通讯系统、??图像采集系统及开发环境等，空地机器人经选型和设计采用了四旋翼无人机和地面ＮＡＯ机器人??作为空地协作系统的平台（图２－２），空中机器人为四旋翼无人机，主要包括飞控、电机、摄??像头等，地面机器人为ＮＡＯ机器人，主要包括地面处理器、摄像头、控制器、传感器等。空地??机器人选择ＷｉＦｉ进行通讯，能够很好的进行创作开发。??Ｊ?ｙ?ｙ?ｒ??摄像头——？空中处理器一１?ｂ地面处理器＾——？摄像头??ＷｉＦｉ?ＷｉＦｉ?：?ｊ?：???￣Ｘ￣??Ｉｆｅｔ?＜——?ｔ??，，?？电机??—＞?飞控?控制器?＋－??其它?＜￣?——？其它??图２－２空地机器人结构??２．２．１空中机器人（ＵＡＶ）结构的设计??空中机器人（Ｕｎｍａｎｎｅｄ?Ａｅｒｉａｌ?Ｖｅｈｉｃｌｅ，?ＵＡＶ），?—般简称为无人机，在军事领域和民用领域??都有很好的发展前景，目前已发展成为种类繁多的飞行器，按飞行机理的不同可分为固定翼型、??扑翼型和旋翼型三种，其中旋翼型又可简单根据旋翼数量再进行区分，如四旋翼、八旋翼等，??旋翼无人机的特点为体积小、重量轻，飞行速度低，且能够垂直起降、倒飞、横飞和盘旋，还??可以通过缓慢的调整动作实现精确的位姿
息执行任务，空中机器人和地面机器人的结构主要包括空中机器人、地面机器人、通讯系统、??图像采集系统及开发环境等，空地机器人经选型和设计采用了四旋翼无人机和地面ＮＡＯ机器人??作为空地协作系统的平台（图２－２），空中机器人为四旋翼无人机，主要包括飞控、电机、摄??像头等，地面机器人为ＮＡＯ机器人，主要包括地面处理器、摄像头、控制器、传感器等。空地??机器人选择ＷｉＦｉ进行通讯，能够很好的进行创作开发。??Ｊ?ｙ?ｙ?ｒ??摄像头——？空中处理器一１?ｂ地面处理器＾——？摄像头??ＷｉＦｉ?ＷｉＦｉ?：?ｊ?：???￣Ｘ￣??Ｉｆｅｔ?＜——?ｔ??，，?？电机??—＞?飞控?控制器?＋－??其它?＜￣?——？其它??图２－２空地机器人结构??２．２．１空中机器人（ＵＡＶ）结构的设计??空中机器人（Ｕｎｍａｎｎｅｄ?Ａｅｒｉａｌ?Ｖｅｈｉｃｌｅ，?ＵＡＶ），?—般简称为无人机，在军事领域和民用领域??都有很好的发展前景，目前已发展成为种类繁多的飞行器，按飞行机理的不同可分为固定翼型、??扑翼型和旋翼型三种，其中旋翼型又可简单根据旋翼数量再进行区分，如四旋翼、八旋翼等，??旋翼无人机的特点为体积小、重量轻，飞行速度低，且能够垂直起降、倒飞、横飞和盘旋，还??可以通过缓慢的调整动作实现精确的位姿
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种改进的一维Otsu快速算法[J]. 郭瑞峰,杨柳,彭光宇,袁超峰. 现代电子技术. 2017(20)
[2]无人机APM-PIXHAWK飞控应用研究[J]. 张祖航,曹著明,薛翼飞. 职业. 2017(28)
[3]Java、Python和Matlab混合编程及其在气象中的应用[J]. 陈宇罡,汪永青,李琳,焦瑞莉,王立志. 电子世界. 2017(16)
[4]基于NAO机器人的目标识别方法[J]. 梁付新,刘洪彬,张福雷,常发亮. 计算机工程与设计. 2017(08)
[5]家用教育娱乐机器人的机遇与挑战[J]. 宋宇宁,刘世昌. 机器人产业. 2017(03)
[6]机器人在工业中的应用与发展[J]. 程正富,田永酉,伏春平. 山东工业技术. 2017(10)
[7]基于FPGA的图像形状边缘匹配算法的实现[J]. 陈坤,黎煊,刘品,王帅,胡真财,肖云漭,吴兴勤,黄浩. 科技创新与应用. 2016(11)
[8]自适应阈值图像边缘检测方法[J]. 李敏花,柏猛,吕英俊. 模式识别与人工智能. 2016(02)
[9]机器人技术的国内外发展现状探究[J]. 邓广福,王效,刘鹏. 装备制造技术. 2015(04)
[10]改进的直方图均衡化算法在图像增强中的应用[J]. 姜柏军,钟明霞. 激光与红外. 2014(06)
硕士论文
[1]基于Vision-SLAM的仿人机器人自主行走的研究[D]. 马春丽.燕山大学 2016
[2]基于机器视觉的四旋冀无人机定点着陆系统设计与实现[D]. 李永健.华南理工大学 2015
[3]仿人机器人控制系统设计与稳定性研究[D]. 陈光伟.西华大学 2010
[4]基于语义的图像内容检索技术的研究[D]. 高德威.武汉理工大学 2009
本文编号：3522487
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