核心总结
《排爆机器人的研究与开发》以自主研发具有自主知识产权的排爆机器人为核心目标，围绕机械结构、视觉感知、控制技术等关键领域展开深入研究，系统阐述了排爆机器人从技术突破到实际应用的完整研发路径，为危险作业场景下的自动化解决方案提供了全面参考。
在排爆机器人的发展与现状方面，书中首先梳理了国内外研究动态。国外起步早、技术成熟，像英国 “手推车” 系列、美国 Andros F6A、德国 TEODOR 等型号，已广泛应用于军警部门，具备复杂环境适应能力与多样功能，如英国 “搜索者” 轮履结合设计兼顾速度与越障，加拿大 RMI-9WT 配备多类传感器与武器系统。国内虽起步晚，但中科院沈阳自动化研究所的 “灵蜥” 系列、上海交通大学的 Super 系列、北京航空航天大学的 RT3-EDO 等，在移动性能、机械臂操作精度上不断突破，不过国内产品在核心技术自主性与高端功能上仍与国外存在差距，且进口设备价格昂贵、售后不便，凸显自主研发的必要性。同时，书中明确了排爆机器人的关键技术，包括移动机构（轮式、履带式、轮履结合式，各有优劣，需平衡速度、越障与能耗）、基于计算机视觉的定位与抓取技术（解决传统视觉仅作监视、依赖人工操作的局限，提升自动化与精度）、导航定位与路径规划技术（应对非结构化环境，开发图像匹配、视觉伺服等新型导航方式）、通信与控制技术（保障远距离稳定数据传输与灵活控制，解决有线易缠绕、无线易干扰问题）、多传感器信息融合技术（整合视觉、力觉、测距等传感器数据，提升环境感知可靠性），并指出其未来将向标准化模块化（降低成本、便于升级）、控制系统智能化（发展半自主 / 自主控制）、通信系统网络化（实现远程操控与多端协同）方向发展。
在系统设计与核心技术突破上，全书聚焦自主研发的排爆机器人，构建了完整技术体系。机械结构方面，移动车体采用履带式设计，满足运动速度、爬坡、越障等性能指标，通过精心选择直流电机、减速器、悬架与履带，保障动力与稳定性；机械臂设计为 3 臂杆 5 自由度串联结构，确定各臂杆长度与关节参数，对各关节驱动系统进行详细设计与强度刚度校核，确保承载与运动精度。作业模式创新提出 3 种模式，单关节操作模式为传统方式，依赖人工经验；联动操作模式实现机械臂 “整体” 控制，简化操作；基于计算机视觉的自动抓取模式，结合双目立体视觉定位，实现目标自动抓取，大幅提升效率与安全性。视觉感知技术是核心突破点，视频图像捕获与预处理环节，分析噪声类型，提出基于特定选点的自适应窗口中值滤波算法，平衡去噪与细节保护；双目立体视觉系统标定采用内外参数分离方法，结合张氏平面标定法，提高标定精度与效率；立体匹配提出控制点修正的金字塔双层动态规划算法，兼顾匹配精度与实时性，最终实现目标物三维坐标计算，为抓取提供精准位置信息。控制技术方面，基于 MATLAB RTW 与 xPC 目标环境构建运动控制模型，采用专家特性 PID 控制器，实现关节平稳运动与无静态误差；设计手爪柔性控制策略，通过图像估计爆炸物质量、宽度与表面粗糙度，结合电流伺服控制系统，保障抓取安全；开发遥操作子系统，封装软件类提供便捷命令接口，明确操作流程，通过实验验证系统性能，确定最佳抓取空间。
在实验验证与未来展望部分，书中通过自动抓取目标物实验，检验控制系统功能、稳定性与精度，在 X、Y、Z 方向选取测试点，分析误差趋势，确定最佳抓取空间，验证核心技术有效性。同时指出当前研究的创新点，如基于双目视觉的一次到位抓取、符合人类习惯的联动操作、手爪柔性控制策略，显著提升机器人实用性与安全性。未来研究将围绕通信系统网络化（构建 Internet 远程操控体系）、多传感器信息融合（提升复杂环境感知能力）、越障稳定性（优化运动控制与平衡机制）、“触觉” 机械臂（开发力觉反馈系统）、虚拟现实辅助抓取（增强操作直观性与安全性）展开，进一步推动排爆机器人技术升级。
此外，书中还详细介绍了软件系统设计，包括离线标定模块与综合交互软件，以及供电与辅助系统设计，为排爆机器人的实际应用提供全面技术支撑，对机器人、自动化、兵器工业等领域的技术人员与学生具有重要参考价值。
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