机器人概述结课论文
完成日期：2010-05-07
题目名称： 基于双计算机的仿人机器人的视觉跟踪系统
学院名称： 信息科学与技术学院
专业班级： 计算机科学与技术08级（1）班
学生姓名： 应牡丹
学生学号：
2008082239
基于双计算机的仿人机器人的视觉跟踪系统
A Visual Tracking Sys tem of a Humanoid Robot
Based on two Computers
摘要:
运动目标的实时跟踪是机器人视觉的关键技术之一。设计了仿人机器人的视觉跟踪系统, 系统采用双计算机, 分别负责视觉信息的处理和运动单元的控制, 两台计算机通过Memolink 进行通讯。基于Windows 的视觉信息处理子系统实现运动目标的分割, 状态估计和预测。运动控制子系统采用RTlinux 实时操作系统, 利用PD 控制器控制关节运动。实验验证了系统的稳定性和实时性。
关键词:
仿人机器人; 视觉跟踪; RTlinux
Abstr act:The tracking of a moving object is one of the most important technologies in robot vision domain. The visual tracking sys-tem of a humanoid robot is designed. Two computers are embedded in the robot in order to ensure real time tracking of a moving object. Computers are linked with each other through Memolink communication module. One computer is responsible for segmenting the moving object from the video rapidly, estimating and predicting the states of the object. The other is used for the motion control of the robot. The information processing sub- system uses Windows as OS. Motion control sub- system adopts RTLinux as the platform and the conventional PD controller is used to control joints motion. Experiments show the effectiveness and robustness of the system.Key words:Humanoid robot , Visual Tr acking, RTLinux
引言：
仿人机器人的头部视觉跟踪系统利用视觉信息作为反馈,来规划机器人的头部运动使其能实时的跟踪运动目标。视觉跟踪是仿人机器人的重要功能之一, 它的研究对于仿人机器人的自主导航、人机交互以及视觉伺服都具有极其重要的意义。
视觉跟踪的实时性是仿人机器人的重要性能要求之一。针对这一系统要求, 近年来有很多学者设计出了多种系统结构。文中作者设计了一种基于CAN总线的分布式的仿人机器人的控制系统, 其中的视觉系统通过无线局域网与控制系统进行通讯。日本仿人机器人ASIMO的运动控制系统采用集中式控制方式, 视觉系统通过网络与运动控制系统通讯。一台计算机难以满足视觉跟踪的实时性要求, 为了实现实时跟踪, 本文提出并实现了一种基于MemoLink 通讯的双
计算机的视觉跟踪系统。该系统通讯可靠、体积小, 便于将两台计
算机安置于仿人机器人的胸腔内。
目标分割的稳定性是机器人视觉跟踪系统的重要要求之一, 近
几年来很多学者对这个领域进行了研究, 大多数的机器人目标跟踪
系统选用了单一的图像信息, 有的采用了物体的颜色信息, 有的采
用了物体的轮廓信息。然而在复杂的非结构化的室内背景下, 单一的
图像信息不能保证系统稳定的分割出目标。多种图像信息的融合是解
决目标物体识别稳定性的方法之一。本文中作者提出了一种集成深度、颜色和形状信息的逐步逼近目标区域的快速目标分割方法。
1 系统结构
仿人机器人BHR1 的系统结构如图1所示, 其全身有32个自由度, 其中头部有2个自由度, 可以在两个方向上自由转动,即左右转
动和上下转动。面部放置两只CCD摄像头作为视觉传感器来模拟人
的眼睛。采用SVS立体视觉处理系统处理视觉信息, SVS系统提供了
每帧图像的深度图像。
图 1 仿人型机器人(BHR1)跟踪系统的系统结构
两台计算机置于机器人的胸腔内, 其中一台计算机负责视觉信
息的处理, 另外一台负责机器人的运动控制。前者被称之为信息处理
子系统, 后者被称为运动控制子系统, 两台计算机通过Memolink 进行通讯。信息处理子系统利用Windows 强大的多媒体功能来处
理立体视觉信息, 实现目标的快速分割以及物体的运动估计和预测。运动控制子系统以Linux/RT- Linux实时操作系统作为平台, 保证
了机器人控制系统的实时性。除了头部运动关节, 运动控制系统负
责仿人机器人全部关节的控制。Mem-olink 是系统间进行快速通信的
一种有效解决方案, 是连接信息处理子系统和运动控制子系统的桥梁。具有通信速度快和通信前无需握手的优点。
整个跟踪过程执行如下的循环: 搜索目标———发现目标———匹配———状态估计和预测———运动控制。不同的匹配方法应
用产生了不同的跟踪方法。本文中作者提出了一种融合深度、颜色和
形状信息的逐步逼近目标区域的快速分割方法。在实时的跟踪系统中,
运动估计和预测有效的减少了检测区域, 提高了系统的跟踪速度。研究中采用经典的卡尔曼滤波器进行运动目标的状态估计和预测。
2 基于多图像信息的目标分割方法
视觉信息处理子系统完成目标物体的快速分割, 同时估计和预测目标物体的运动信息, 把目标物体的位置信息实时地传递给运动控制子系统。目标识别的稳定性对整个跟踪系统的稳定性起着至关重要的作用。
在复杂背景的非结构化的室内环境下, 用于机器人视觉跟踪的图像信息有:深度、颜色、形状、边缘、运动等。基于多信息的运动目标的分割方法中, 所选取的信息应该具有互补性。物体的颜色是物体最显著的特征, 适合用于目标的跟踪。但是当背景中包含同样颜色的物体时, 基于颜色的跟踪将会失败。深度信息有助于系统得到粗略的前景区域, 也就是包含运动物体的目标候选窗口, 另外基于深度分割的粗略前景轮廓的获得计算量小, 速度快。基于RHT( Random Hough transform)算法的形状检测器可以检测各种不同的几何形状,比如:椭圆形、三角形和多边形, 进而把目标候选区域中相同颜色的物体区别开来。
图 2 视频序列中运动目标分割过程
图 3 复杂场景中目标物体的分割结果
本文利用仿人机器人的立体视觉系统, 设计了融合深度, 颜色, 形状信息的逐步逼近目标区域的快速跟踪方法。图 2 为视频序列中运动目标的分割过程。首先利用深度信息把机器人关心的前景区域分割出来, 得到ROF( Region of Foregroud)区域,即粗略的目标候选区域。在ROF 中使用颜色滤波器分割, 得到ROIC( Region of Interest Color)区域。最后形状检测器可以把相同颜色的物体区别开来。在分割过程中, 候选目标区域逐步缩小并逼近目标区域。逐步缩小的候选目标区域减少了计算量, 提高了系统的运算速度。同时, 该方法有效的避免了场景中相同颜色物体的干扰, 提高了目标分割的稳定性。图 3 显示了目标物体的分割结果。
3 运动控制子系统
3.1 运动控制系统的结构
机器人的运动控制子系统是一个典型的计算机控制系统。机器人头部的控制目的是为了机器人的头部能够实时跟踪运动目标, 因此实际控制信号输入量是根据目标物体的位置信息求得的规划数据。在反馈信号的输入方面, 因为被控对象是电机转动的角度, 用电机上面的轴角编码器的输出作为反馈信号。
系统使用了一套多功能接口板, 将所有的A/D 转换、D/A 转换、ENC ( encoder)、PWM、IO 等多种功能都集成在该接口板上,提高了系统的集成性并减小了系统体积和重量。多功能接口板上上的ENC 接口来作为反馈信号的输入通道, 它可以测量轴角编码器的脉冲输出个数。每个运动关节采用经典的PD 伺服控制。
3.2 运动控制系统的软件结构
运动控制子系统采用了RT-Linux( Real Time Linux)实时操作系统, 其软件结构如图 4 所示, 主要包括两个模块:主程序模块、
实时任务模块, 主程序模块是linux 应用程序, 实时任务模块是RTLinux 下的实时进程。两个模块也是两个进程, 通过管道( FIFO)进行通讯等。
图 4 BHR1 运动控制系统的软件结构
实时任务主模块包括两部分: 周期性执行的实时控制循环(即实时线程)和实时任务触发器。实时线程的周期性执行是由一个循环实现的。该循环主要完成两大功能:机器人运动控制、与各电机相连的轴角编码器的信息采集。实时任务周期为 3 毫秒。实时任务周期是根据D/A 通道处理时间和码盘计数器读取时间, 以及传感器信息获取时间确定。
主程序模块与一般的Linux 应用程序没有区别, 它主要有以下几个功能:与信息处理系统通讯; 向实时任务传送控制参数;实现人机交互, 即将从实时任务传过来的电机转动数据和传感器数据输出到监视器上, 同时将通过键盘输入的控制信号, 实际上主程序模块主要实现控制台的作用, 可以称之为控制台程序。
3.3 运动控制过程
跟踪系统的控制目标是: 根据图像处理获取的目标质心在图像平面中的位置, 实时调整机器人头部的 2 个电机转动角度,将目标置于图像平面的中央位置。运动控制系统中一个控制循环大约需要 3 毫秒的时间。在信息处理系统中, 处理一帧图像平均需要100 毫秒左右的时间。由此可见, 视觉处理的周期要远远大于运动控制的周期。因此在一个视觉处理周期之后, 系统应该做好下一个视觉处理周期之内的运动规划, 也就是做好后面多个控制周期之内的运动规划, 这样才能保证机器人的头部以均匀、平缓, 同时又是准确的速度来跟踪目标。
4 实验
在仿人机器人BHR1 中, 信息处理计算机的CPU 为PⅣ2.4GHz, 内存为512MB, 运动控制计算机的CPU 为PII-I700MHz,内存为256MB。SVS 系统的采集速度为15 帧每秒, 采集图像的大小为320×240 像素。Memolink 采用PCI 接口, 最
大传输速率为1M bytes/s 或1M words/s。
4.1 复杂背景下运动目标的跟踪。
在运动物体跟踪实验中, 红色小球作为目标在机器人的视野中做单摆运动。为了验证基于多图像信息的目标识别算法,背景中放置了红色的方块和一个绿色的小球。实验结果如图5所示, 第一行图像是实验场景, 第二行图像是左摄像头的视频序列, 结果表明彩色目标运动速度小于0.3m/s 时, 机器人头部仍可以很好地跟踪目标的运动, 并使其始终位于左侧摄像机所采集到图像的中央位置。在复杂的非结构环境的室内背景下, 利用单一的图像信息, 系统很可能会跟踪失败。相同背景下, 单一的颜色信息不能将红色的小球和背景中的红色方块区分开来。
图 5 复杂背景下彩色目标跟踪实验
图 6 目标在X、Y方向上的跟踪误差(像素)
图 6 显示了红色小球运动状态时的跟踪过程, 图中的数据为实际数据的1/10 抽样。可以看出, 在X 轴方向上, 目标质心坐标到图像中心的偏差在±30 个像素以内, 在y 轴方向上, 目标质心坐标到图像中心的偏差在±20 个像素内。实验说明在物体的运动过程中, 跟踪系统能够实时跟踪物体并将物体的质心保持在左眼摄像
机的中心。
5 结论
本文提出了基于Memolink通讯的双计算机的仿人机器人的视觉跟踪系统,系统能够满足仿人机器人实时视觉跟踪的性能要求。
在未知的复杂环境中, 基于深度、颜色和模版匹配的多图像信息融合方案确保机器人稳定的从视频序列中分割出运动目标。
本文作者的创新点:
本文提出并实现了一种基于MemoLink 通讯的双计算机的视觉跟踪系统, 一台计算机负责视频信息的处理, 另一台计算机负责机器人头部的运动控制, 实现了仿人机器人头部对运动目标的实时跟踪。本文提出了一种集成深度、颜色和形状信息的逐步逼近目标区域的快速目标分割方法, 实现了复杂背景下目标物体的稳定分割。
参考文献
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信息学院计科08级应牡丹
学号：2008082239
内蒙古科技大学2010/2011 学年第一学期《人工智能》结课报告 课程号：67111317 考试方式：报告 使用专业、年级：计算机应用2007 任课教师：陈淋艳 班级：08级-计算机-1班 学号：0867111116 姓名：冯淑梅
摘要：知识处理是人工智能这一科学领域的关键问题。本文对知识处理的核心问题之——识的表示进行了全面的综述,目前流行的知识表达方式不下十种，在此只介绍一阶谓词逻辑、产生式、语义网络、框架、混合等目前最常用的知识表示方法。并对其进行了优缺点分析及简单对比。最后对知识表示的发展趋向作出了展望。 关键词：知识人工智能（AI）知识表达式一阶谓词逻辑产生式语义网络框架 一、知识和知识的表示 1、知识的概念 知识是人类世界特有的概念，他是人类对客观世界的一种比较准确、全面的认识和理解的结晶。 (1) 知识只有相对正确的特性。 常言道：实践出真理。只是源于人们生活、学习与工作的实践，知识是人们在信息社会中各种实践经验的汇集、智慧的概括与积累。 只是爱源于人们对客观世界运动规律的正确认识，是从感知认识上升成为理性认识的高级思维劳动过程的结晶，故相应于一定的客观环境与条件下，只是无疑是正确的。然而当客观环境与条件发生改变时，知识的正确性就接受检验，必要时就要对原来的认识加以修改和补充，一至全部更新而取而代之。 例如知道1543年哥白尼学说问世之前，人们一直都以为地球是宇宙的核心；再有：人们都知道一个关于“瞎子摸象”的故事，它通俗地说明了完整的只是形式是一个复杂的智能过程。 通常人们获取知识的重要手段是：利用信息，把各种信息提炼、概括并关联在一起，就形成了知识。而利用信息关联构成知识的形式有多种多样。 (2) 知识的确定与不确定性 如前说述，知识有若干信息关联的结构组成，但是，其中有的信息是精确的，有的信息却是不精确的。这样，则由该信息结构形成的知识也有了确定与不确定的特征。 例如，在我国中南地区，根据天上出现彩虹的方向及其位置，可以预示天气
研究生结课论文 课程名称: 论文题目： 授课老师： 学院: 专业方向: 姓名: 学号: 2014年5月
政治学院结课论文规范化要求 为统一结课论文格式，现对结课论文作以下规范化要求，请同学们参考：1、题目 题目要对论文的内容有高度的概括性，简明、易读，字数应在25字以内，三号宋体加黑。题目下附上姓名学号并居中，小四加黑。 2、摘要及关键词 中文摘要在300字以内，关键词一般3~5个，空格隔开，小四宋体，“摘要”“关键字”加黑。 3、正文 正文要符合一般学术论文的写作规范，论文应文字流畅，语言准确，层次清晰，论点清楚，论据准确，论证完整、严密，有独立的观点和见解。正文部分因包括：引言、正文、结语。一级标题为四号宋体加黑，二级标题为小四宋体加黑，正文为小四宋体。标题番号统一使用：一（二）1（1）。 4、参考文献 小四宋体，“参考文献”加黑，左对齐。 各类参考文献的标识符号是：专著［M］、论文集［C］、期刊文章［J］、报纸文章［N］、学位论文［D］、报告［R］、标准［S］、专利［P］、论文集中的析出文献［A］、各种未定义的文献［Z］。 各类文献的格式及示例如下： （1）专著、论文集、学位论文、报告（译著请标明原作者国别） ［序号］主要责任者.文献题名［文献类型标识］.出版地：出版者.出版年.起止页码. 示例： ［1］邓小平文选（第2卷）［C］.北京：人民出版社.1994.333-334. （2）期刊文章（译著请标明原作者国别） ［序号］主要责任者.文献题名［J］.刊名.年.卷（期）.起止页码. 示例： ［1］李醒民.哲学不是敲门砖和摇钱树［J］.学术界.2000.（1）.204~207. （3）论文集中的析出文献 ［序号］析出文献主要责任者.析出文献题名［A］.原文献主要责任者.原文献题名［C］.出版地：出版者.出版年.起止页码. 示例： ［1］詹成付.中国村民自治的现状和未来的基本走向［A］.张明亮.村民自治论丛［C］.北京：中国社会出版社.2001.98-100. （4）报纸文章 ［序号］主要责任者.文献题名［N］.报纸名.出版日期（版次）. 示例： ［1］杨玉圣.把书评当作学问来做［N］.中华读书报.1996-10-09（2）.
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附件2 课程论文格式要求 一、课程论文的组成及写作要求 （一）课程论文的组成 课程论文包括：封面、声明、目录、中文题目、中文摘要与关键词、英文题目、英文摘要与关键词、正文、注释、参考文献、致谢、附录(可选)等。 （二）写作要求 1.题目 题目应该简洁明了、有概括性。论文题目一般中文字数不超过20个字，外文题目不超过15个实词，不使用标点符号，中外文题名应一致。标题中尽量不用英文缩写词，必须采用时，应使用本行业通用缩写词。 2.目录。按三级标题编写，要求层次清晰，且要与正文标题一致。 3.摘要 摘要要求扼要说明研究工作的目的、主要内容和方法、研究结果、结论、科学意义或应用价值等，是一篇具有独立性和完整性的短文。摘要中不宜使用公式、图表以及非公知公用的符号和术语，不标注引用文献编号。中文摘要以200－300字为宜，英文摘要与中文摘要内容要相对应。 4.关键词 关键词是供检索用的主题词条，应采用能覆盖论文主要内容的通用技术词条（参照相应的技术术语标准），一般列3～5个，按词条的外延层次从大到小排列。中英文关键词应一一对应。 5.正文 正文内容包括：问题的提出，研究工作的基本前提、假设和条件；基本概念
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目录 摘要 (181) Abstract (182) 1 绪论 (183) 1.1 ××× (183) 2 空气燃烧火焰空间的数值模拟 (183) 2.1 数值模型 (183) 参考文献 (185) 致谢 (186)
摘要 本文借助计算流体力学软件FLUENT首先针对一日产650吨的空气燃烧的燃油浮法玻璃熔窑火焰空间进行了三维数值模拟，××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××对两种情况进行了比较，所得结果对于×××××××××××具有重要的指导意义。 论文主要研究了××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××。 研究结果表明：××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××。 ××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××。 本文的特色在于：××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××。 关键词：××××；×××；××××；××
Abstract This paper first simulates the combustion space of a 650t/day air-fuel combustion float glass furnace.Then transform it into a oxy-fuel one with the model and compare them. The results have important guiding significance in transforming float glass furnace from air-fuel to oxy-fuel combustion. ××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××. ××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××. Key W ords：×××××；××××；numerical simulation；air-fuel combustion
人工智能_关于人工智能的议论文1000字3月15日，举世瞩目的“人机大战”尘埃落定，人工智能“阿尔法狗围棋”(AlphaGo)以4：1的比分战胜人类围棋顶尖高手李世石九段，为世人留下一个不愿接受又不得不接受的事实。 面对“阿尔法狗围棋”(AlphaGo)，有人不服，如中国的超级围棋新星柯洁九段，就公开向“阿尔法狗围棋”(AlphaGo)叫板：“你赢不了我!”有人叹息：人类智慧最后的尊严在一只“小狗”面前丢失。有人甚至悲观地认为，机器统治人类的时代即将来临。 其实，所谓人类尊严、所谓机器人的统治时代，只是我们一些人的臆想，“阿尔法狗围棋”(AlphaGo)的胜利，说到底就是一次技术革命的胜利，是人类对自身的一次超越。 正如西安交通大学副校长、国家重点基础研究计划(973)“基于视认知的非结构化信息处理基础理论与关键技术”首席科学家徐宗本说的：“任何人工智能技术的成功一定是当代最新技术综合运用的成功，片面说成谁战胜谁是不公平的，也是无意义的，说人类智慧的最后壁垒被攻破，这都是无稽之谈。” “阿尔法狗围棋”(AlphaGo)的胜利，背后的最大价值在于，它激励人们持续不断地探索过去人工智能领域一直看似难以实现的人类智能级别。从这一点上看，人工智能的胜利也有非凡的意义，甚至可以说具有划时代的意义。 是的，翻开人类历史，哪一次技术革命不带来人类社会翻天覆地的变化?蒸汽机的发明、使用，使人类从农业手工业时代进入了工业
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论文格式 1、封面，使用学校规定的统一格式。 2、题目 题目用黑体3号，居中。“题目”要对论文的内容有高度的概括性，要简明、准确。 3、摘要 中文摘要应简要说明论文所研究的目的、内容、研究方法、主要成果和结论，应能反映论文的精华。一般为200字左右。在摘要之后另起一行写出3-5个关键词。 【摘要】两字黑体，4号，内容用宋体，4号。 【关键词】三字黑体，4号，内容用宋体，4号。各关键词用两个空格间隔。 中英文摘要部分行间距均22磅，段前段后为0。 4、正文 正文是作者对研究工作的详细表述，它占全文的绝大部分。正文要符合一般学术论文的写作规范，具备学术性、科学性和一定的创造性。应文字流畅，语言准确，层次清晰，论点清楚，论据准确，论证完整、严密，有独立的观点和见解。 其内容主要包括： （1）前言性话语 应说明本课题的背景、目的意义、研究范围等；在综合评述前人工作成果的基础上提出问题。 （2）论文内容：内容要理论联系实际，计算数据要求准确，涉及到他人的观点、统计数据或计算公式等要标明出处。有表格的使用三线表。 论文内容中一级标题“一”黑体三号字居中书写，“（一）”二级标题黑体4号左对齐，标题前空两格；“1”三级标题黑体小四号左对齐，空两格，下文内容另起行。正文字体选用宋体小四号。行间距22磅，页面设置上左边距25mm，下、右边距20mm，装订线5mm。 结论包括对整个研究工作进行归纳和综合而得出的总结，还应包括所得结果与已有结果的比较和本课题尚存的问题，以及进一步开展研究的见解与建议。结论集中反映作者的研究成果，表达作者对所研究课题的见解，是全文的思想精髓，是文章价值的体现。结论要写得概括、简短。跟在正文内容后面即可。
编号： 目录 摘要 (3) 1引言 (3) 2工业机器人技术现状与发展 (3) 2.1工业机器人技术概念 (3) 2.2工业机器人技术发展现状 (3) 2.3技术发展趋势 (5) 3外工业机器人现状 (5) 4国内工业机器人现状 (6) 5工业机器人市场现状 (8) 5.1工业机器人的需求情况 (8) 5.2工业机器人的销售情况 (8) 5.3国内工业机器人的市场特征 (9) 6工业机器人产业未来发展 (9) 7结语 (10) 参考文献 (11)
摘要：机器人的应用越来越广泛，需求越来越大，其技术研究与发展越来越深入。这将提高社会生产率与产品质量，为社会创造巨大的财富！ Abstrent：The application of robot has been more and more widely used and the require is bigger and bigger．Its research and development becomes deeper and deeper．This will improve the effective of society and the quality of production．Also it will make great poverty for the society． 关键词：工业机器人技术、市场需求、技术应用、研究进展、发展趋势 一、引言 工业机器人诞生于20世纪60年代,在20世纪90年代得到迅速发展,是最先产业化的机器人技术。它是综合了计算机、控制论、机构学、信息和传感技术、人工智能、仿生学等多学科而形成的高新技术,是当代研究十分活跃、应用日益广泛的领域。它的出现是为了适应制造业规模化生产,解决单调、重复的体力劳动和提高生产质量而代替人工作业。在我国,工业机器人的真正使用到现在已经接近20多年了,已经基本实现了试验、引进到自主开发的转变,促进了我国制造业、勘探业等行业的发展。随着我国改革开放的逐渐深入,国内的工业机器人产业将面对越来越大的竞争与冲击,因此,掌握国内工业机器人市场的实际情况,把握我国工业机器人的相关技术与研究进展,显得十分重要。 二、工业机器人技术现状与发展 2.1工业机器人技术概念 工业机器人由操作机（机械本体）、控制器、伺服驱动系统和检测传感装置构成，是一种仿人操作、自动控制、可重复编程、能在三维空间完成各种作业的机电一体化自动化生产设备。特别适合于多品种、变批量的柔性生产。它对稳定、提高产品质量，提高生产效率，改善劳动条件和产品的快速更新换代起着十分重要的作用。机器人技术是综合了计算机、控制论、机构学、信息和传感技术、人工智能、仿生学等多学科而形成的高新技术，是当代研究十分活跃，应用日益广泛的领域。机器人应用情况，是一个国家工业自动化水平的重要标志。机器人并不是在简单意义上代替人工的劳动，而是综合了人的特长和机器特长的一种拟人的电子机械装置，既有人对环境状态的快速反应和分析判断能力，又有机器可长时间持续工作、精确度高、抗恶劣环境的能力，从某种意义上说它也是机器的进化过程产物，它是工业以及非产业界的重要生产和服务性设备，也是先进制造技术领域不可缺少的自动化设备。
福建农林大学计算机与信息学院 （数学类课程） 课程论文报告 课程名称：数学模型 课程论文题目：大学生消费水平与消费结构分析 姓名： 系：应用数学 专业：数学与应用数学 年级：2005级 学号： 指导教师：姜永 职称：副教授 2008年 6 月23日
福建农林大学计算机与信息学院数学类课程 课程论文结果评定
目录 摘要-------------------------------------------------------------------- 1关键字-------------------------------------------------------------------- 1 1、问题重述--------------------------------------------------------------- 2 1.1问题背景----------------------------------------------------------- 2 1.2数据来源----------------------------------------------------------- 2 2、问题分析--------------------------------------------------------------- 2 2.1当代大学生消费的基本状况------------------------------------------- 2 2.2研究意义----------------------------------------------------------- 2 2.3目前大学生的消费特征----------------------------------------------- 3 2.4 研究目的---------------------------------------------------------- 3 3、模型假设--------------------------------------------------------------- 3 4、符号约定--------------------------------------------------------------- 4 5、模型建立与求解--------------------------------------------------------- 4 5.1 数据挖掘与分析---------------------------------------------------- 4 5.2 系统聚类分析------------------------------------------------------ 6 5.3 方差分析---------------------------------------------------------- 6 5.4 相关分析---------------------------------------------------------- 7 5.5 线性拟合---------------------------------------------------------- 8 5.6 层次分析---------------------------------------------------------- 8 6、模型的检验与分析------------------------------------------------------ 11 7、结论和模型的评价------------------------------------------------------ 12 7.1 系统聚类分析的优点----------------------------------------------- 12 7.2 结论------------------------------------------------------------- 12参考文献--------------------------------------------------------------- 13附录--------------------------------------------------------------- 14
研究生课程论文 人工智能前沿 论文题目：人工智能技术在求机器人工作 空间的应用 课程老师：罗亚波 学院班级：汽研1602班 学生姓名：张小涵 学号：1049721602405 2016年10月
人工智能技术在求机器人工作空间的应用 摘要 人工智能的发展迅速，现在已经渗透到机器人的全方位分析与机器人的工作空间的计算中，其对机器人的应用起着越来越重要的作用。元素限制法由三个限制元素构成，分别为杆长限制、转角限制、连杆的干涉。在初步确定限制元素后即可得到边界条件，即可得到工作空间。圆弧相交法由运动学反解过程、工作空间的几何描述以及工作空间的计算过程组成。两者各有其优缺点，都是可取的求工作空间的方法。 关键词：人工智能元素限制圆弧相交工作空间 Abstract With the rapid development of artificial intelligence, it has been applied to the analysis of the robot and the working space of the robot. It plays a more and more important role in the application of the robot. The element restriction method is composed of three elements, which are the length of the rod, the restriction of the angle and the interference of the connecting rod. Boundary conditions can be obtained after the preliminary determination of the limiting element. The arc intersection method is composed of the process of the inverse kinematics of the kinematics, the geometric description of the working space and the calculation process of the working space. Both have their own advantages and disadvantages, are desirable for the working space of the method. Key words: artificial intelligence element limit arc intersection working space
机器人技术 学号： ： 班级：机械工程 二〇一七年六月
获奖证书是通过学习机器人技术，制作十自由度机器人在2017中国工程机器人大赛暨国际公开赛上获得的，我很庆幸能够选《机器人技术》这门课，这门课使我对机器人有了一个更加清晰的认识，同时也激起了我对此方面的研究的兴趣。之前就对机器人颇感兴趣，并对此进行了深入的了解，通过这门课，我认识到，机器人作为这些学科的交叉产物，是个综合应用这些知识的最好的平台。通过这门课，我们制作的十自由度机器人，参加了2017中国工程机器人大赛暨国际公开赛（RoboWork），竞技体操项目，获得理想的成绩，在这个过程中我也从新认识了机器人制作的艰辛和困难性，使我认识到之前对此不以为然，眼高手低态度得幼稚。同时也教育我，任何一个项目本身所呈现的问题只是完成该项目所需工作的冰山一角，做任何事，都必须以谦恭，认真的态度对待。同时也是我懂得了，再将事情坐完之前不可轻易对此做出评价。 竞技体操机器人 摘要 体操机器人是仿人型机器人里的一种，也是研究仿人型机器人的基础。体操机器人 不仅能够提高我们的动手能力和实践能力，还能增强我们的创新意识和创新实践能力， 锻炼我们的综合素质，让我们更热衷于科学技术的研究。本体操机器人以十自由度为基
础，能够完成摆手、滚翻、俯卧撑、侧翻、倒立等多项高难度动作。它具有多自由度并集成了现代化控制技术、人机交换技术等机电一体化技术。目前体操机器人主要用来供人们娱乐欣赏使用，它在人们的生活扮演着越来越重要的角色。 此次设计的体操机器人主要由机械结构和控制系统组成，首先机械结构设计，根据制作材料、舵机型号初步设计出体操机器人的机械外形，然后在SolidWorks下对机器人进行虚拟三维建模，对存在的问题进行修改。最后对其进行运动学仿真和运动学分析。检查是否能够完成指定的动作，对速度、加速度、位置能问题进行分析。再次是控制系统设计。控制系统的硬件以飞思卡尔公司的MK60DN512ZVLQ10芯片为核心，在Altiu m Designer Winter 09软件中开始设计体操机器人的控制电路。经过系统调试，通过上位机软件实现对机器人的控制。采用嵌入式C语言，设计和调试程序，最终使机器人能过自主完成体操动作。此次比赛的创新之处在于不仅能够完成指定动作，还能完成打排球能高难度动作。 关键词：体操机器人；舵机；十自由度；SolidWorks；Altium Designer
《领导科学与艺术》 结课论文 题目：图形在儿童食品包装中的应用 院系：工学院机械系 专业：工业设计 班级：工业设计1101 姓名：李红 学号：2011201566544 成绩：
（空2行 ） 摘 ×××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××。（要求200~300 字） ×××
目录 第1章 绪论............................................................................................................................ ..1 1.1 项目概况 (1) 1.2 项目背景和建设意义 (1) 1.2.1 项目背景 (2) 3 章15 2.1 15 2.1.1 三级标题 (16) 2.1.2 三级标题 (17) ………………………………………………………………………… 结论... ................................................................................................... (28) 参考文献 (30) 正文不少于3000字
1章 项目概况 50万吨低碳烯烃煤化工综合企业MTO 分厂设计，为内蒙古 。建于鄂尔多斯市准格尔旗大路煤化工基地。 ，相较于传统的烯烃制取方法，碳原子的利用率，CO 2的排放显著减少，经济效益更高。本项目的建设投产能缓解我国对，减少我国对于乙烯和丙烯的进口依赖。此外，本，增加了产品附加值，能有效的解决我国甲醇产能严重过剩的现状。 本项目所采用的技术在国际上受到广泛关注，技术成熟稳定，经济效益明显，社会效益突出。 1.2 项目背景和建设意义 1.2.1 项目背景 按照国家西部大开发的大政方针和战略规划,在内蒙古自治区政府的正确领，久泰能源内蒙古有限公司计划在内蒙古鄂尔多斯100万吨甲醇制烯烃项目。…… 1.2.2 项目建设的必要性和投资意义 1）发展煤基甲醇制烯烃对缓解我国石油资源供需矛盾具有重要意义 2）发展地方经济的需要
人工智能 人工智能是 20 世纪 50 年代中期兴起的一门新兴边缘科学，它既是计算机科学分支，又是计算机科学、控制论、信息论、语言学、神经生理学、心理学、数学、哲学等多种学科相互参透而发展起来的综合性学科。人工智能又称智能模拟，是用计算机系统模仿人类的感知、思维、推理等思维活动。它研究和应用的领域包括模拟识别、自然语言理解与生成、专家系统、自动程序设计、定理证明、联想与思维的机理、数据智能检索等。例如，用计算机模拟人脑的部分功能进行学习、推理、联想和决策；模拟医生给病人诊病的医疗诊断专家系统；机械手与机器人的研究和应用等。 一、人工智能发展史 50 年代人工智能兴起，相继出现了一批显著的成果，如机器定理证明、跳棋程序、通用问题、求解程序 LISP 表处理语言等。但由于消解法推理能力的有限，以及机器翻译等的失败，使人工智能走入低谷。 60 年代末到 70 年代，专家系统出现，使人工智能研究出现新高潮。并且 1969 年成立了国际人工智能联合会议。 80 年代，随着第五代计算机的研制，人工智能得到了很大发展。日本 1982 年开始了“第五代计算机研制计划”，即“知识信息处理计算机系统 KIPS ，”其目的的是使逻辑推理达到数值运算那么快。 80 年代末。神经网络飞速发展。 1987 年，美国召开第一次神经网络国际会议，宣告了这一科学的诞生。 90 年代，人工智能出现新研究高潮由于网路技术特别是国际互联网技术的发展，人工智能开始由单个智能主体研究转向基于网络环境下的分布式人工智能研究。 、人工智能的优越性 人工智能作为本世纪中叶新崛起的、综合性最强的新兴前沿科学，它涉及非常广泛的学科领
机械工程导论论文 ——机器人技术 制作人： 张周琪 1224140155 陈翠萍 1224140103 韩少军 1224140110 郝云 1224140111 计莹 1224140113
前言 机器人技术作为20世纪人类最伟大的发明之一，自问世以来，就一直备受瞩目。40年以来，机器人技术迅速发展，它综合了机械学、力学、电子学、计算机科学、自动控制工程、人工智能、仿生学等多个学科的最新研究成果，是多种学科综合发展的成果，代表了机电一体化的最高成就，代表高技术前沿，是当今世界科学技术发展最活跃的领域之一。各种形态、功能的机器人相继面世，而未来的机器人将是一种能够代替人类在非结构化环境下从事危险、复杂劳动的自动化机器。机器人技术应用不断扩大。因此研究发展机器人技术受到世界各国重视。
目录 1.机器人的定义与组成 (4) 2.机器人的分类 (6) 3.机器人的发展历史 (8) 4.总结 (10)
1.机器人的定义与组成 目前，国际上关于机器人的定义有很多，但综合各国对工业机器人的定义，都包括有“可编程”、“计算机控制”、“机械装置三方面的共同点。而我们的教科书则将其定义为：工业机器人是一种可以搬运物料、零件、工具或完成多种操作功能的专用机械装置；由计算机进行控制，是无人参与的自主自动化控制系统；它是可编程、具有柔性的自动化系统，可以允许进行人机联系。可以通俗地理解为“机器人是技术系统的一种类别，它能以其动作复现人的动作和职能；它与传统的自动化（或自动系统）的区别在于有更大的功能性和多目的用途，可以反复调整以执行不同的功能”。这一概念反映了人类研制机器人的最终目标是为了创造一种能够综合人的所有动作和智能特征，延伸人的活动范围，具有通用性、柔性和灵活性的自动机械。所以根据上述的定义，机器人具有以下的特征： 1：机器人是模仿人或动物肢体动作的机器，能像人那样使用工具和机械。因此机床和汽车不是机器人。 2：机器人具有智力或感觉和识别能力。一般玩具机器人由于没有感觉和识别能力，所以不属于正真的机器人 3：机器人集中了机械工程，电子技术，计算机技术，自动控制技术以及人工智能等多学科的最新研究成果，代表了电子一体化的最高成就，是当代科学技术发展的最活跃的领域之一。 一个机器人系统一般是由操作机、驱动单元、控制器和为机器人进行作业而连接的外部设备组成。而工业机器人一般由机器人本体、
湖南农业大学课程论文 学院：班级： 姓名：学号： 课程论文题目： 课程名称： 评阅成绩： 成绩评定教师签名： 日期：年月日
计算机网络技术在XX中的应用 学□□生：××× (××××学院××班级，学号××××××) □□摘□要： □□关键词： □□（导入语） 一、×××××（一级标题顶格书写） 二、××××× （一）×××××（二级标题顶格书写） 1、×××××（三级标题） …… …… 五、结束语 □□…… 参考文献 [1] 作者.论文题名[J].期刊名，出版年，卷（期）：页码A～B ……
课程论文要求： 1.封面 2.目录 3.论文主体包括以下内容： （1）论文标题：应简洁、明确、有概括性，字数不宜超过20个字。如确有需要，可用副标题做补充。 （2）学生、指导老师、所在学院 （3）摘要：是对研究工作的目的、主要材料和方法、研究结果、结论、科学意义或应用价值等的高度概括，摘要中不能使用公式、图表以及非通用的符号和术语，不标注引用文献，约200个汉字以内。 （4）关键词：约3～8个。 （5）前言（或导入语）：应综合评述前人工作，说明论文题目的背景和意义，以及论文所要研究的主要内容，对所研究问题的认识，以及引出问题。 （6）正文：是论文的主要部分，应该结构合理，层次清楚，重点突出，文字简练、通顺。其内容一般包括： （7）结论（结束语等）：是对整个论文主要成果的归纳，应突出论文的创新点，以简练的文字对论文（设计）的主要工作进行评价。若不可能做出应有的结论，则进行必要的讨论。可以在结论或讨论中提出建议、研究设想及尚待解决的问题等。 （8）参考文献：在论文（设计）末尾要列出在论文中参考引用过的专著、论文及其他资料。论文中引用的文献应以近期发表的与论文工作直接有关的学术期刊类文献为主。应是作者亲自阅读或引用过的，不得转录他人文后的文献。 （9）致谢：以简洁的字句，对论文工作过程中曾给予指导、帮助的导师、教师和其他人员表示谢意。（可以省略） （10）附录：根据学科特点，自主决定采用附录的形式。（可以省略） 二、课程论文书写及打印要求 1．份量： 论文一般不少于3000字，参考文献资料应大部分为反映当前研究进展的近1～3年参考资料和文献，阅读量不少于10篇，其中应有一定数量的外文资料，至少要求有一篇外文。 （大家可以到学校图书管的网站http://61.187.55.41/article/article.asp?articleid=176搜索相关的资料和参考文献）2．打印： （1）论文要求统一使用Microsoft Word软件进行文字处理，统一采用A4纸单面打印，
智能机器人的发展与应用前景 摘要 本文介绍了智能机器人的发展概况、机器人的感官系统、机器人运动系统及人工智能技术在机器人中的应用,智能机器人是一个在感知-思维-效应方面全面模拟人的机器系统,外形不一定像人。它是人工智能技术的综合试验场,可以全面地考察人工智能各个领域的技术,研究它们相互之间的关系。还可以在有害环境中代替人从事危险工作、上天下海、战场作业等方面大显身手。 关键词: 智能机器人感官仿生人工智能 1.引言 人们通常把机器人划分为三代。第一代是可编程机器人。这种机器人一般可以根据操作人员所编的程序,完成一些简单的重复性操作。这一代机器人是从60年代后半叶开始投入实际使用的,目前在工业界已得到广泛应用。第二代是“感知机器人”,又叫做自适应机器人,它在第一代机器人的基础上发展起来的,能够具有不同程度的“感知”周围环境的能力。这类利用感知信息以改善机器人性能的研究开始于70年代初期,到1982年,美国通用汽车公司为其装配线上的机器人装配了视觉系统,宣告了感知机器人的诞生,在80年代得到了广泛应用。第三代机器人将具有识别、推理、规划和学习等智能机制,它可以把感知和行动智能化结合起来,因此能在非特定的环境下作业,称之为智能机器人。智能机器人与工业机器人的根本区别在于,智能机器人具有感知功能与识别、判断及规划功能。而感知本身,就是人类和动物所具有的低级智能。因此机器的智能分为两个层次:①具有感觉、识别、理解和判断功能; ②具有总结经验和学习的功能。所以,人们通常所说的第二代机器人可以看作是第一代智能机器人。 2.智能机器人的感官系统 2.1触觉传感器 英国近几年在阵列触觉传感方面开展了相当广泛的研究。例如:Sussex大学和Shack-leton系统驱动公司研制的基于运动的介电电容传感的阵列;由威尔士大学和软件科学公司研制的采用压强技术的装在机器人夹持器上的传感器。 2.2视觉传感 在机器人视觉方面,目前市场上销售的有以下6类传感器:①隔开物体的二维视觉:双态成像;②隔开物体的二维视觉:灰度标成像;③触觉或叠加物体的二维视觉;④二维观察;⑤二维线跟踪;⑥使用透视、立体、结构图示或范围找寻技术从隔开物体中提取三维信息。在这类系统方面,它们只能做一些很简单的操作。例如:为了使机器人具有某种程度的人眼功能,已进行大量的研究工作并向如下两类系统发展:①从一维物体中提取三维信息;②活动机器人导航、探路和躲避障碍物的现场三维分析。伦敦大学目前正在研究一种双目视觉机器人的实时图像处理机。还有正在研究机器人视觉系统的教育机构有:考文垂工业大学、爱丁堡大学、格拉斯哥大学、格温特大学;而伯明翰大学则专门研究惯性传感器。另外,还有许多从事传感系统开发的单位,都进行了传感反馈研究。如米德尔塞克斯工业大学致力于使机器人能组织和使用来自不同类型传感器的数据。这种机器人能“看”、“感”和“听”,它更接近于人。 2.3听觉传感
军用机器人的发展及其应用 摘要：随着人的价值及其社会影响得到更多的关注，人员伤亡在现代战争中所占的代价比越来越高，所以现代化战争必定走向一个趋势，人实体参与战争的机会越来越少，而蓬勃发展的机器人在战争将中发挥更多的作用。各个国家都很注重现代军事机器人的研究，降低战争中人员伤亡代价。即使现在社会背景下发生大型战争的几率越来越小，但世界各国仍然对军事机器人在不遗余力的研究地研究，重点介绍军用机器人在不同使用环境下的分类及应用特点，以及军用机器人在现代军事中的作用。 关键词：机器人；军用机器人；智能化
1、军用机器人的发展背景 1.1 现代机器人的发展 现代机器人是利用先进人工智能技术开发出的能够在无人操作情况下完成智能化任务的设备。例如,无人驾驶战车、无人飞行器、无人潜航器和太空遥控作业机器人等。 机器人出现于20世纪60年代后期,根据功能,至今已发展到第4代。第1代为固定程序和可编程序机器人,主要用于搬运、点焊等繁重的重复性劳动。第2代是具有感知外界信息能力的机器人,它们已具有视觉、触觉、听觉等传感功能,能进行产品装配、电弧焊等这类比较复杂的加工作业。第3代机器人,通常称为“智能机器人”,已具有一定人的智能,它们能按环境的变化或按人的指令进行学习、推理、决策、规划等工作;从80年代中后期至目前,该代机器人已进入特定领域专用机器人的高级发展阶段。第4代为具有人类感情、能思维的机器人,目前正处在发展之中。本文所研究的现代机器人主要是指第3代军用机器人。1.2 军用机器人发展背景 随着科学技术的发展,以及现代战争的需求,军用机器人已经成为机器人发展的一个重要方向。军用机器人是一种用于军事目的的具有某些拟人功能的机械电子装置。它可以是一个武器系统,如机器人坦克,也可以是武器系统装备上的一个系统或装置,如军用飞机的“副驾驶员”。美国是世界上研究军用机器人最重要的国家,它起步早、技术先进、规模大、获得的成果多。美国军方列入研究的各类军用机器人有100多种,有的已投入实际使用。美国国防部甚至宣布,即将组建机器人军队,并计划在陆军建立一个机器人连。军用机器人形态各异,从外形上看也许根本就没个“人样”。但是它们有一个共同的特征:具有部分拟人的功能。从用途上军用机器人可以极大地改善作战士兵的作战条件,提高了作战效率,因此,军用机器人技术受到各国军政要人的高度重视。 2、军用机器人的技术特点 作为一个完整的军用机器人车辆系统，它的功能组件或子系统很多，涉及的技术领域相当广泛。对于一般的军用机器人车辆，子系统主要有： （1）推进系统。包括动力装置、行动机构和地面导航系统等。目前各国都很重视研究重量轻、扭矩大而且操作灵活的电动推进系统。行动机构大多是轮式或履带式，也有步行式机器人系统，新研制的车型以轮式居多。 （2）传感器。它相当于人的五官，负责采集所需要的环境信息，关键技术是视沉成像传感器，如高分辨率立体电视摄像机，热像仪和毫米波雷达等。车载传感器还有距离传感器、声学接近感传感器、温度传感器、惯性基准传感器、三防侦察传感器和报警器等。 （3）信息处理/控制系统。该系统以高速计算机为中心，主要用于提取关键信息，对所得图像进行识别和判断，建立机器人任务模型，用指令信号对被控变量进行控制，使车辆完成一定的动作和特定任务。 （4）通信系统。主要完成机器人车辆状态和动作与控制台之间的信息传递，使操作手监控机器人车辆，实施遥控。 （5）执行/输出机构。用于精确地完成某种类型的动作及特定任务，如操作臂，各种武器系统，各种特定任务组件等。如PROWLER机器人车的桅杆式侦察系统实施远距离侦察，作战平台上安装导弹系统进行反坦克作战，完成瞄准射击等动作。