检索结果-内蒙古大学图书馆

机械工程学报 2025年第1期61卷 13-29页

作者：张宇汪田鸿金滔林杨乔李龙田应仲罗均张泉上海大学机电工程与自动化学院上海200444 上海市智能制造及机器人重点实验室上海200444 上海大学未来技术学院上海200444 重庆大学机械与运载工程学院重庆400044

为满足日渐增长的太空作业需求,设计了一种线驱中心杆型连续体机械臂,通过分析运动机理得到驱动空间、关节空间以及工作空间之间的正逆运动学关系,由单段臂到多段臂详细介绍了运动学建模方法;然后提出了基于Newton-Raphson法的逆运动学... 详细信息

为满足日渐增长的太空作业需求,设计了一种线驱中心杆型连续体机械臂,通过分析运动机理得到驱动空间、关节空间以及工作空间之间的正逆运动学关系,由单段臂到多段臂详细介绍了运动学建模方法;然后提出了基于Newton-Raphson法的逆运动学数值解法,并进行多解优化;最后针对正运动学与逆运动学各进行了一组实验。在正运动学模型验证实验中,末端最大误差为机械臂总长度的3.10%;在逆运动学模型验证实验中,臂形最大误差为机械臂总长度的3.63%。实验结果证明了运动学模型的准确性以及末端位姿控制方法的合理性,为线驱连续体机械臂的运动控制提供了理论基础。

关键词：空间机械臂线驱连续体机械臂机械臂末端位姿运动学模型

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立体视觉和三维激光系统的联合标定方法

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仪器仪表学报 2017年第10期38卷 2589-2596页

作者：董方新蔡军解杨敏上海大学机电工程与自动化学院上海市机械自动化及机器人重点实验室上海200072

双目立体视觉和三维激光扫描是移动机器人环境探测与建模的常见传感测量方法。为实现两个系统的数据融合应用,必须为二者的测量坐标系建立数学关系,即对其进行传感器之间的位姿联合标定。为此提出了一种基于三维特征点距离匹配的联合标... 详细信息

双目立体视觉和三维激光扫描是移动机器人环境探测与建模的常见传感测量方法。为实现两个系统的数据融合应用,必须为二者的测量坐标系建立数学关系,即对其进行传感器之间的位姿联合标定。为此提出了一种基于三维特征点距离匹配的联合标定新方法,设计了一种镂空棋盘格作为标定板。使用双目立体相机提取棋盘格角点三维坐标信息,使用激光测距雷达扫描获取镂空区域中心点三维坐标,最终通过最小化两组特征点的理论与实际测量距离的平方差获取两传感器坐标系之间的旋转矩阵和平移向量。进行的联合标定测量实验结果表明了该方法的准确性和可靠性。

关键词：双目立体视觉三维激光扫描数据融合联合标定

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二维和三维视觉传感集成系统联合标定方法

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仪器仪表学报 2012年第11期33卷 2473-2479页

作者：李琳张旭屠大维上海大学机电工程与自动化学院上海市机械自动化及机器人重点实验室上海200072

为了解决激光雷达三维深度与摄像机二维图像信息融合的关键问题,建立二者的映射关系,提出了一种基于平面实体特征匹配的三维激光雷达与摄像机集成系统的联合标定方法。首先在三维激光雷达与摄像机系统模型的基础上,提取靶标平面在激光... 详细信息

为了解决激光雷达三维深度与摄像机二维图像信息融合的关键问题,建立二者的映射关系,提出了一种基于平面实体特征匹配的三维激光雷达与摄像机集成系统的联合标定方法。首先在三维激光雷达与摄像机系统模型的基础上,提取靶标平面在激光雷达和摄像机坐标系中的平面特征,利用平面特征约束求解两坐标系之间的旋转矩阵和平移向量的初值,为了降低噪声影响,使用Levenberg-Marquardt算法优化结果。分别进行了计算机仿真和在自制的集成传感系统上的标定实验,残差深度比达到0.2%,并使用标定结果对激光点云和摄像机图像进行数据融合,验证了该方法的准确性和有效性。

关键词：三维激光雷达信息融合联合标定平面特征

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移动作业助老助残服务机器人人机协作：认知建模及其应用①

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高技术通讯 2012年第12期22卷 1257-1263页

作者：江济良许烁郭帅何永义谈士力方明伦上海大学机电工程与自动化学院上海市机械自动化及机器人重点实验室上海200072

进行了寻求移动作业助老助残服务机器人人机协作新途径的研究。与以往人机系统研究强调将人的定性判断决策智能与机器的定量计算推理智能相结合的人机任务分工不同，该研究提出了一种新的人机协作实现途径，即采用认知推理语义网络推动... 详细信息

进行了寻求移动作业助老助残服务机器人人机协作新途径的研究。与以往人机系统研究强调将人的定性判断决策智能与机器的定量计算推理智能相结合的人机任务分工不同，该研究提出了一种新的人机协作实现途径，即采用认知推理语义网络推动人机交互进程，借鉴理性思维适应性控制（ACT-R）认知架构进行人机协作认知建模，通过人、机器、感知、人机交互、人机耦合等功能模块的相互激励、联系与整体综合实现人机智能融合。试验表明，上述人机协作认知架构及技术路径具有可行性。本文研究虽以移动作业服务机器人为例，但对于智能康复床、智能轮椅、智能清洗设备等其它类型的服务机器人也具有普遍意义。

关键词：人机协作理性思维适应性控制(ACT—R)认知架构人机一体化人机交互服务机器人

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基于生物触角的仿生条件反射机器人导航算法

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电子学报 2013年第2期41卷 388-394页

作者：江济良屠大维许烁赵其杰上海大学机电工程与自动化学院上海200072 上海市机械自动化及机器人重点实验室上海200072

运用神经行为学原理提出一种模拟生物条件反射活动的机器人导航算法.对于环境感知,提出生物触角模型,因仅对特定区域信息进行处理,大大减小了计算量;对于运动控制,提出一种实用的改进Bug算法,机器人依靠生物触角感知环境刺激,实时激励... 详细信息

运用神经行为学原理提出一种模拟生物条件反射活动的机器人导航算法.对于环境感知,提出生物触角模型,因仅对特定区域信息进行处理,大大减小了计算量;对于运动控制,提出一种实用的改进Bug算法,机器人依靠生物触角感知环境刺激,实时激励触发相应的行走行为.最后在多种障碍物分布情形下进行算法对比验证.结果表明,机器人可以利用该算法实现未知环境下定目标点自主导航,具有转向次数少、绕行障碍物距离小及运动路径平滑等优点.该算法在自主移动机器人和自主牵引车辆中具有潜在应用价值.

关键词： Bug算法自主导航移动机器人生物触角条件反射仿生

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彩色伪随机编码结构光解码方法研究

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光电子．激光 2015年第3期26卷 548-558页

作者：唐苏明张旭屠大维上海大学机电工程与自动化学院上海200072 上海市机械自动化及机器人重点实验室上海200072

在采用伪随机序列生成彩色条纹作为投影图像的基础上提出了一种对彩色伪随化编码结构光三步解码新方法。首先,建立向量梯度算子将Canny算子推广到彩色多通道图像,对彩色带状图像进行彩色边缘检测,确定边缘特征的位置信息;其次,采用引导... 详细信息

在采用伪随机序列生成彩色条纹作为投影图像的基础上提出了一种对彩色伪随化编码结构光三步解码新方法。首先,建立向量梯度算子将Canny算子推广到彩色多通道图像,对彩色带状图像进行彩色边缘检测,确定边缘特征的位置信息;其次,采用引导式K-means聚类算法和颜色分辨能力较强的颜色不变量对图像进行颜色识别和分类,继而获得边缘特征的颜色信息;最后,提出分步窗口匹配算法对边缘特征序列进行匹配,从而确立拍摄图像和投射图像上的边缘特征的对应性。实验结果表明,提出的解码方法在不需要假定被测物体表面颜色和纹理结构的条件下,依然能够有效地提高解码的精度,具有较强的鲁棒性。

关键词：彩色结构光伪随机编码解码彩色边缘检测颜色识别匹配

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气垫式越野机器人土壤参数分步识别

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机械工程学报 2013年第9期49卷 1-11页

作者：许烁孙成恺屠大维上海大学机电工程与自动化学院上海200072 上海大学上海市机械自动化及机器人重点实验室上海200072

土壤参数在线识别需要解决由多参数耦合引起的估值多解问题以及由状态噪声和测量噪声引起的估值准确性问题。为了解决估值多解问题,利用气垫式越野机器人的垂向力控制自由度,分别设计g-EKF算法、对数均值法和最小二乘法对3个推力相关土... 详细信息

土壤参数在线识别需要解决由多参数耦合引起的估值多解问题以及由状态噪声和测量噪声引起的估值准确性问题。为了解决估值多解问题,利用气垫式越野机器人的垂向力控制自由度,分别设计g-EKF算法、对数均值法和最小二乘法对3个推力相关土壤参数、3个垂向接地压力相关土壤参数和2个推土阻力相关土壤参数进行分步识别。为了解决估值准确性问题,在第一步g-EKF算法中,采用采样点选择、样本重排和测量值修正等多种措施抑制状态噪声和测量噪声的影响;在第二步对数均值法中,利用对数变换抑制非对称分布噪声对均值计算的影响。开展多角度的试验研究,包括各步估值算法的可行性和准确性、分步估值准确性的递次影响、土壤参数估值准确性对能耗优化的影响。试验结果表明,在各种噪声水平的工况下,提出的土壤参数分步识别策略及相应算法均能够有效解决多解问题和准确性问题。

关键词：气垫车越野机器人土壤参数参数识别估值误差

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基于二次映射方法上肢康复训练的虚拟路径研究

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中国康复医学杂志 2013年第9期28卷 834-839页

作者：黄松恩赵翠莲范志坚陈华江王洪上海大学机电工程与自动化学院上海市机械自动化及机器人重点实验室上海200072

目的:为了提高前向通道输入数据的应用性,保证上肢康复训练的有效性和可行性,研究基于虚拟运动路径在脑卒中患者上肢康复训练中的应用价值。方法:通过了解上肢在运动过程中表现出的结构特性,探索控制量的二次映射方法,对康复训练的前向... 详细信息

目的:为了提高前向通道输入数据的应用性,保证上肢康复训练的有效性和可行性,研究基于虚拟运动路径在脑卒中患者上肢康复训练中的应用价值。方法:通过了解上肢在运动过程中表现出的结构特性,探索控制量的二次映射方法,对康复训练的前向通道的信息进行研究;对虚拟运动路径中特征变化的分析,并结合虚拟运动路径中蕴含着的运动学特性,提出了针对康复训练中虚拟运动路径的跟踪与分析方法。结果:当发生训练场景较大变化或者目标任务的转换,运动会产生平滑度的变化,伴随着加速度也会产生明显的突跳,其运动的平滑度也会产生变化。结论:一种可行的二次映射联系进行数据预处理方法的形成,可以协助患者正确地实施并完成康复训练动作,并且基于路径的运动学特征参数的分析方法的形成,对基于虚拟路径评估的康复训练系统具有一定的指导意义。

关键词：康复训练虚拟路径运动学平滑度

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基于健壮中国剩余定理的频率选择准则及其在相位解包裹中的应用

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中国激光 2012年第11期39卷 136-141页

作者：张旭朱利民屠大维樊玲玲上海大学机电工程与自动化学院上海市机械自动化及机器人重点实验室上海200072 上海交通大学机械与动力工程学院上海200240

高质量相位解包裹是相位轮廓术的重要问题。分析了亮度噪声对相位主值的影响,将相位解包裹问题转化为同余问题,基于健壮中国剩余定理推导出频率选择的上限准则,利用该准则指导多频相位展开算法中参数的设置,并利用健壮中国剩余定理的封... 详细信息

高质量相位解包裹是相位轮廓术的重要问题。分析了亮度噪声对相位主值的影响,将相位解包裹问题转化为同余问题,基于健壮中国剩余定理推导出频率选择的上限准则,利用该准则指导多频相位展开算法中参数的设置,并利用健壮中国剩余定理的封闭解确定对应性。实验结果表明,健壮中国剩余定理与传统中国剩余定理相比具有强抗干扰特性,在满足频率上限准则时可实现接近100%正确率的解包裹;反之,相位展开效果则会恶化。

关键词：成像系统相位轮廓术相位解包裹健壮中国剩余定理

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加窗时空分析法实现三维测量

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上海交通大学学报 2012年第6期46卷 859-864页

作者：张旭朱利民上海大学机电工程与自动化学院上海市机械自动化及机器人重点实验室上海200072 上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室上海200240

分析了传统时空分析法空间和时间成本,发现过多无效数据的处理是导致计算效率低下的原因,提出了加窗时空分析法.该方法通过对时间序列的数据进行加窗截取,缩小了数据计算范围,从而减轻了内存负担,提高了计算效率.同时,小窗口的浮动特性... 详细信息

分析了传统时空分析法空间和时间成本,发现过多无效数据的处理是导致计算效率低下的原因,提出了加窗时空分析法.该方法通过对时间序列的数据进行加窗截取,缩小了数据计算范围,从而减轻了内存负担,提高了计算效率.同时,小窗口的浮动特性使得延迟计算时间缩小到1/2窗口值,并且可实现随着图像的获取进行逐帧计算.对3个实验物体进行三维测量,曲面实验结果精细正确.在与传统时空分析法的定量比较中,该方法结果与传统方法结果在距离阈值10-6下的正确率和回调率高达99.8%,且计算时间仅为传统方法的2%.因此,加窗时空分析法使用较小的计算成本实现了高质量的计算结果.

关键词：时空分析法三维测量高斯滤波

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