排爆機(jī)器人的研究與開發(fā)

第1章 排爆機(jī)器人發(fā)展現(xiàn)狀及關(guān)鍵技術(shù)
1.1 排爆機(jī)器人研究現(xiàn)狀
1.1.1 國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀
1.1.2 排爆機(jī)器人的關(guān)鍵技術(shù)
1.1.3 排爆機(jī)器人的發(fā)展趨勢(shì)
1.2 計(jì)算機(jī)立體視覺的研究現(xiàn)狀
1.2.1 雙目立體視覺的研究?jī)?nèi)容
1.2.2 雙目立體視覺研究現(xiàn)狀
1.2.3 應(yīng)用于移動(dòng)機(jī)器人的立體視覺系統(tǒng)
1.3 機(jī)器人的計(jì)算機(jī)控制技術(shù)
1.4 選題背景及主要研究工作
1.4.1 選題背景
1.4.2 目前排爆機(jī)器人存在的問題
第2章 智能排爆機(jī)器人的系統(tǒng)組成
2.1 智能排爆機(jī)器人總體設(shè)計(jì)原則
2.2 履帶式排爆機(jī)器人移動(dòng)車體機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
2.3 機(jī)械臂
2.3.1 自由度
2.3.2 機(jī)械臂結(jié)構(gòu)
2.4 智能排爆機(jī)器人的3種作業(yè)模式
2.4.1 基于計(jì)算機(jī)視覺的目標(biāo)物遙控操作模式
2.4.2 機(jī)械臂聯(lián)動(dòng)操作模式
2.4.3 機(jī)械臂單關(guān)節(jié)操作模式
2.5 智能排爆機(jī)器人系統(tǒng)軟件的功能模塊
2.5.1 雙目立體視覺子系統(tǒng)
2.5.2 運(yùn)動(dòng)學(xué)控制遙操作子系統(tǒng)
2.6 智能排爆機(jī)器控制系統(tǒng)
2.6.1 概述
2.6.2 現(xiàn)場(chǎng)主控制計(jì)算機(jī)
2.6.3 無線傳輸設(shè)備
2.6.4 嵌入式PC/104計(jì)算機(jī)
2.6.5 數(shù)據(jù)采集卡
2.6.6 光電編碼器與直流電機(jī)
2.6.7 H橋式直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路
2.7 本章小結(jié)
第3章 視頻圖像捕獲及圖像預(yù)處理
3.1 視頻圖像處理方法
3.1.1 圖像捕獲硬件系統(tǒng)的選型與設(shè)計(jì)
3.1.2 視頻圖像捕獲的軟件實(shí)現(xiàn)
3.2 圖像預(yù)處理方法研究
3.2.1 圖像噪聲的分類
3.2.2 圖像濾波去噪聲算法的研究
3.3 基于特定選點(diǎn)的自適應(yīng)窗口的中值濾波算法
3.3.1 去噪聲算法基本思想
3.3.2 去噪聲算法的實(shí)現(xiàn)步驟
3.3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析
3.4 本章小結(jié)
第4章 雙目立體視覺系統(tǒng)的標(biāo)定
4.1 雙目立體視覺系統(tǒng)的透視變換與攝像機(jī)模型
4.1.1 標(biāo)定中的各種坐標(biāo)系
4.1.2 雙目立體視覺系統(tǒng)各坐標(biāo)系的變換
4.1.3 攝像機(jī)的標(biāo)定參數(shù)
4.1.4 攝像機(jī)鏡頭的畸變
4.2 攝像機(jī)內(nèi)外參數(shù)的標(biāo)定方法
4.2.1 傳統(tǒng)的攝像機(jī)標(biāo)定方法
4.2.2 攝像機(jī)自標(biāo)定方法
4.2.3 基于主動(dòng)視覺的標(biāo)定方法
4.2.4 其他的一些標(biāo)定方法
4.3 一種內(nèi)外參數(shù)分離的標(biāo)定方法
4.3.1 攝像機(jī)內(nèi)參數(shù)標(biāo)定
4.3.2 攝像機(jī)外參數(shù)標(biāo)定
4.3.3 攝像機(jī)標(biāo)定實(shí)驗(yàn)步驟及結(jié)果
4.4 本章小結(jié)
第5章 雙目系統(tǒng)立體匹配與三維坐標(biāo)的計(jì)算
5.1 雙目立體系統(tǒng)匹配的基本問題
5.1.1 匹配基元的選擇
5.1.2 匹配準(zhǔn)則
5.1.3 雙目系統(tǒng)立體匹配的算法結(jié)構(gòu)
5.2 雙目系統(tǒng)立體匹配算法
5.2.1 常用立體匹配算法
5.2.2 雙目系統(tǒng)立體匹配在理論和技術(shù)上存在的問題
5.2.3 雙目立體系統(tǒng)區(qū)域相關(guān)匹配算法
5.3 視覺系統(tǒng)控制點(diǎn)修正的金字塔雙層動(dòng)態(tài)規(guī)劃立體匹配算法
5.3.1 控制點(diǎn)修正的動(dòng)態(tài)規(guī)劃立體匹配算法
5.3.2 控制點(diǎn)修正的金字塔雙層動(dòng)態(tài)規(guī)劃立體匹配算法
5.3.3 實(shí)驗(yàn)與結(jié)果分析
5.4 雙目立體視覺三維坐標(biāo)的深度計(jì)算
5.4.1 三維坐標(biāo)的數(shù)值計(jì)算
5.4.2 雙目立體視覺系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果
5.5 本章小結(jié)
第6章 排爆機(jī)器人機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)學(xué)分析
6.1 3臂桿5自由度機(jī)械臂
6.1.1 機(jī)械臂工作平面分析
6.1.2 手腕擺動(dòng)關(guān)節(jié)設(shè)計(jì)（第四關(guān)節(jié)）
6.1.3 前臂結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
6.1.4 前臂剛度校核
6.1.5 肘關(guān)節(jié)設(shè)計(jì)（第三關(guān)節(jié)）
6.1.6 上臂結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
6.1.7 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)
6.1.8 第一關(guān)節(jié)設(shè)計(jì)
6.2 3臂桿5自由度機(jī)械臂的運(yùn)動(dòng)學(xué)特性分析
6.2.1 3臂桿5自由度機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)學(xué)方程
6.2.2 3臂桿5自由度機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)學(xué)方程求解
6.3 3臂桿5自由度機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)學(xué)求解過程簡(jiǎn)化
6.3.1 機(jī)械臂平面內(nèi)的運(yùn)動(dòng)
6.3.2 腰部回轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)
6.3.3 解析的正逆運(yùn)動(dòng)學(xué)方程
6.4 本章小結(jié)
第7章 排爆機(jī)器人的伺服控制系統(tǒng)
7.1 介紹MATLABRTW、xPC的概念
7.1.1 MATLABRTW的基本介紹
7.1.2 xPC目標(biāo)應(yīng)用環(huán)境
7.1.3 排爆機(jī)器人控制系統(tǒng)控制模型的開發(fā)
7.2 運(yùn)動(dòng)控制模型
7.2.1 模型總體框架
7.2.2 系統(tǒng)初始化
7.2.3 主控制模塊
7.2.4 機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)關(guān)節(jié)的位置伺服控制模型
7.3 控制指令
7.4 排爆機(jī)器人手爪的柔性控制
7.4.1 手爪夾持機(jī)構(gòu)的受力分析
7.4.2 可疑爆炸物的質(zhì)量估計(jì)與夾持寬度估計(jì)
7.4.3 可疑爆炸物的夾持表面粗糙度估計(jì)
7.4.4 排爆機(jī)器人電流伺服控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)
7.5 本章小結(jié)
第8章 排爆機(jī)器人遙操作控制流程及誤差分析
8.1 遙操作子系統(tǒng)軟件
8.2 DirectInput簡(jiǎn)介
8.3 DirectInput組件
8.4 遙操作過程及控制指令
8.5 智能排爆機(jī)器人的排爆操作過程
8.6 實(shí)驗(yàn)研究
8.6.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備和儀器
8.6.2 機(jī)器人自動(dòng)抓取目標(biāo)物實(shí)驗(yàn)
8.6.3 誤差分析
8.7 本章小結(jié)
第9章 搖桿控制
9.1 主要程序代碼
9.2 控制指令
9.2.1 串口通信
9.2.2 手柄控制指令
第10章 供電與輔助系統(tǒng)設(shè)計(jì)
10.1 供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)
10.2 輔助系統(tǒng)設(shè)計(jì)
結(jié)論
附件一 排爆機(jī)器人開發(fā)軟件
參考文獻(xiàn)