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基于Kociemba算法的双臂解魔方机器人还原算法研究
被引量：
2
1
作者
卢桂萍
程开
+3 位作者
罗泽奇
吴荣鑫
陈永键
康诗铄
《机电工程技术》
2021年第9期100-103,共4页
相比于现有六轴和翻滚式魔方机器人,提出更为前沿的双臂式解魔方机器人。双臂解魔方机器人包括还原算法及视觉系统和机械结构与运动控制系统。其针对还原算法和视觉系统,基于Kociemba算法结合OpenCV获取魔方相关的图像信息实现一种新的...
相比于现有六轴和翻滚式魔方机器人,提出更为前沿的双臂式解魔方机器人。双臂解魔方机器人包括还原算法及视觉系统和机械结构与运动控制系统。其针对还原算法和视觉系统,基于Kociemba算法结合OpenCV获取魔方相关的图像信息实现一种新的解魔方的方式,同时减少还原魔方的时间。提炼出所需的魔方颜色信息,使得识别更有效率。采用双气动手爪,严格处于统一平面且保持相互之间成90°,并满足强度和刚度需求,这决定了还原魔方的速度和机械结构的合理性,相比于六轴电机结构的魔方机器人具有结构上的特殊性,需要对算法输出结果作出转换和改变。经过实验证明,该机器人可以达到还原成功率为97%。
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关键词
kociemba
算法
OPENCV
颜色识别算法
双臂魔方机器人
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职称材料
基于STC8的双臂魔方机器人设计
被引量：
5
2
作者
邓小颖
魏国梁
+1 位作者
李志强
陈磊
《无线电工程》
2020年第10期831-834,共4页
解魔方机器人是智能化机器人的一个全方面体现,对其算法和结构的研究也是机器人研究的重要内容。在综合运用图像处理、单片机和自动控制等技术的基础上,设计了基于STC8双臂魔方机器人系统。该系统使用机器视觉模块OpenMV,识别形状和颜色...
解魔方机器人是智能化机器人的一个全方面体现,对其算法和结构的研究也是机器人研究的重要内容。在综合运用图像处理、单片机和自动控制等技术的基础上,设计了基于STC8双臂魔方机器人系统。该系统使用机器视觉模块OpenMV,识别形状和颜色,确定魔方状态;用Kociemba算法得到解魔方步骤;控制机械臂快速还原魔方。机械臂部分由指关节的舵机和腕关节的电机组成,且基于PID控制。通过STC8主控使得对下位机的控制更加简洁高效,解魔方的平均时间可降低至1 min以内。
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关键词
STC8单片机
机器人
魔方
kociemba
算法
PID控制
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职称材料
嵌入式智能解魔方机器人设计
被引量：
1
3
作者
赵晓军
莫益锭
+2 位作者
郝文娟
季桓
张郁佳
《现代电子技术》
2022年第14期139-144,共6页
解魔方机器人以Cortex-A9处理器为核心,通过控制执行机构采集魔方6个面色块信息并识别,运行解算法控制机械臂复原魔方。处理器通过PWM波控制舵机系统来转动魔方面,利用OV5640摄像头采集魔方各面颜色,创新性地采用Lab模型+KNN算法进行魔...
解魔方机器人以Cortex-A9处理器为核心,通过控制执行机构采集魔方6个面色块信息并识别,运行解算法控制机械臂复原魔方。处理器通过PWM波控制舵机系统来转动魔方面,利用OV5640摄像头采集魔方各面颜色,创新性地采用Lab模型+KNN算法进行魔方面颜色识别。结合Kociemba算法步数与计算时间综合指标进行算法优化,得到解魔方还原指令,最后配合执行机构,快速且准确复原魔方。实验观测,解魔方机器人颜色处理采用Lab模型+KNN算法可以获得近似于100%的准确率,采集并识别魔方6面时间约14 s以内。机器人计算解魔方算法设定21步以内时,运算时间小于0.5 s。最后对10组不同打乱状态魔方进行还原。实验结果表明,基于Cortex-A9嵌入式解魔方机器人在优化颜色识别与魔方还原算法后,可以在65 s内很好地完成任意打乱状态的魔方复原任务。
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关键词
解魔方机器人
嵌入式
二阶段算法
kociemba
算法
颜色识别
Lab模型
解魔方算法
四机械臂
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职称材料
基于嵌入式系统的解魔方机器人设计
被引量：
2
4
作者
吴华阳
李正勤
《单片机与嵌入式系统应用》
2019年第11期31-34,共4页
设计了一种可以将任意打乱的三阶魔方复原的魔方机器人,该机器人由控制器、4个USB相机和两个机械手组成。其中控制器使用了ARM架构的RK3288开发板,其功能是控制相机对魔方的初始状态进行拍摄,根据拍摄的图片对魔方进行色块识别和求解,...
设计了一种可以将任意打乱的三阶魔方复原的魔方机器人,该机器人由控制器、4个USB相机和两个机械手组成。其中控制器使用了ARM架构的RK3288开发板,其功能是控制相机对魔方的初始状态进行拍摄,根据拍摄的图片对魔方进行色块识别和求解,然后根据求解的指令驱动机械手动作,复原魔方。机械手有旋转和夹紧两个动作,分别用步进电机和气爪实现。在软件设计上,通过优化Kociemba魔方求解算法和优化从Kociemba算法得到的复原指令,使电机动作时间达到理论上的最短。实验测试结果表明:本文设计的魔方机器人可以在10s以内复原绝大部分三阶魔方,基本达到了预期的目标。
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关键词
KNN分类算法
解魔方机器人
kociemba
算法
深度优先搜索
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职称材料
题名
基于Kociemba算法的双臂解魔方机器人还原算法研究
被引量：
2
1
作者
卢桂萍
程开
罗泽奇
吴荣鑫
陈永键
康诗铄
机构
北京理工大学珠海学院工业自动化学院
出处
《机电工程技术》
2021年第9期100-103,共4页
基金
2019年国家级大学生创新创业训练计划立项项目(编号:2019001)。
文摘
相比于现有六轴和翻滚式魔方机器人,提出更为前沿的双臂式解魔方机器人。双臂解魔方机器人包括还原算法及视觉系统和机械结构与运动控制系统。其针对还原算法和视觉系统,基于Kociemba算法结合OpenCV获取魔方相关的图像信息实现一种新的解魔方的方式,同时减少还原魔方的时间。提炼出所需的魔方颜色信息,使得识别更有效率。采用双气动手爪,严格处于统一平面且保持相互之间成90°,并满足强度和刚度需求,这决定了还原魔方的速度和机械结构的合理性,相比于六轴电机结构的魔方机器人具有结构上的特殊性,需要对算法输出结果作出转换和改变。经过实验证明,该机器人可以达到还原成功率为97%。
关键词
kociemba
算法
OPENCV
颜色识别算法
双臂魔方机器人
Keywords
kociemba algorithm
OpenCV
color recognition
algorithm
Rubik′s Cube Robot
分类号
TP242 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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职称材料
题名
基于STC8的双臂魔方机器人设计
被引量：
5
2
作者
邓小颖
魏国梁
李志强
陈磊
机构
扬州大学信息工程学院
出处
《无线电工程》
2020年第10期831-834,共4页
基金
扬州大学教学改革研究课题(创新创业教育改革专项)(YZUCX2019-4B)。
文摘
解魔方机器人是智能化机器人的一个全方面体现,对其算法和结构的研究也是机器人研究的重要内容。在综合运用图像处理、单片机和自动控制等技术的基础上,设计了基于STC8双臂魔方机器人系统。该系统使用机器视觉模块OpenMV,识别形状和颜色,确定魔方状态;用Kociemba算法得到解魔方步骤;控制机械臂快速还原魔方。机械臂部分由指关节的舵机和腕关节的电机组成,且基于PID控制。通过STC8主控使得对下位机的控制更加简洁高效,解魔方的平均时间可降低至1 min以内。
关键词
STC8单片机
机器人
魔方
kociemba
算法
PID控制
Keywords
STC8 single-chip microcomputer
robot
Rubik’s cube
kociemba algorithm
PID control
分类号
TP249 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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职称材料
题名
嵌入式智能解魔方机器人设计
被引量：
1
3
作者
赵晓军
莫益锭
郝文娟
季桓
张郁佳
机构
河北大学电子信息工程学院
出处
《现代电子技术》
2022年第14期139-144,共6页
基金
国家自然科学基金项目(61903119)
河北省自然科学基金项目(F2019201088)
+1 种基金
省级大型变压器内部检测的微型无缆潜测机器人研究与设计(16211824)
河北大学工商学院第二批课程建设项目(2019KCJS38)。
文摘
解魔方机器人以Cortex-A9处理器为核心,通过控制执行机构采集魔方6个面色块信息并识别,运行解算法控制机械臂复原魔方。处理器通过PWM波控制舵机系统来转动魔方面,利用OV5640摄像头采集魔方各面颜色,创新性地采用Lab模型+KNN算法进行魔方面颜色识别。结合Kociemba算法步数与计算时间综合指标进行算法优化,得到解魔方还原指令,最后配合执行机构,快速且准确复原魔方。实验观测,解魔方机器人颜色处理采用Lab模型+KNN算法可以获得近似于100%的准确率,采集并识别魔方6面时间约14 s以内。机器人计算解魔方算法设定21步以内时,运算时间小于0.5 s。最后对10组不同打乱状态魔方进行还原。实验结果表明,基于Cortex-A9嵌入式解魔方机器人在优化颜色识别与魔方还原算法后,可以在65 s内很好地完成任意打乱状态的魔方复原任务。
关键词
解魔方机器人
嵌入式
二阶段算法
kociemba
算法
颜色识别
Lab模型
解魔方算法
四机械臂
Keywords
Rubik′s Cube solving robot
embedded
two-stage
algorithm
kociemba algorithm
color recognition
Lab model
Rubik′s Cube solving
algorithm
4 robotic arms
分类号
TN876-34 [电子电信—信息与通信工程]
TP242.3 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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职称材料
题名
基于嵌入式系统的解魔方机器人设计
被引量：
2
4
作者
吴华阳
李正勤
机构
温州商学院信息工程学院
出处
《单片机与嵌入式系统应用》
2019年第11期31-34,共4页
文摘
设计了一种可以将任意打乱的三阶魔方复原的魔方机器人,该机器人由控制器、4个USB相机和两个机械手组成。其中控制器使用了ARM架构的RK3288开发板,其功能是控制相机对魔方的初始状态进行拍摄,根据拍摄的图片对魔方进行色块识别和求解,然后根据求解的指令驱动机械手动作,复原魔方。机械手有旋转和夹紧两个动作,分别用步进电机和气爪实现。在软件设计上,通过优化Kociemba魔方求解算法和优化从Kociemba算法得到的复原指令,使电机动作时间达到理论上的最短。实验测试结果表明:本文设计的魔方机器人可以在10s以内复原绝大部分三阶魔方,基本达到了预期的目标。
关键词
KNN分类算法
解魔方机器人
kociemba
算法
深度优先搜索
Keywords
KNN classification
algorithm
cube solving robot
kociemba algorithm
depth first search
分类号
TP242.6 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于Kociemba算法的双臂解魔方机器人还原算法研究
卢桂萍
程开
罗泽奇
吴荣鑫
陈永键
康诗铄
《机电工程技术》
2021
2
在线阅读
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职称材料
2
基于STC8的双臂魔方机器人设计
邓小颖
魏国梁
李志强
陈磊
《无线电工程》
2020
5
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职称材料
3
嵌入式智能解魔方机器人设计
赵晓军
莫益锭
郝文娟
季桓
张郁佳
《现代电子技术》
2022
1
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职称材料
4
基于嵌入式系统的解魔方机器人设计
吴华阳
李正勤
《单片机与嵌入式系统应用》
2019
2
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职称材料
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