检索结果-内蒙古大学图书馆

自动化学报 2022年第9期48卷 2164-2174页

作者：韩连强陈学超余张国高志发黄岩黄强北京理工大学机电学院北京100081 仿生机器人与系统教育部重点实验室北京100081

欠驱动双足机器人在行走中为保持自身的平衡,双脚需要不间断运动.但在仅有特定立足点的离散地形上很难实现调整后的落脚点,从而导致欠驱动双足机器人在复杂环境中的适应能力下降.提出了基于虚拟约束(Virtual constraint,VC)的变步长调... 详细信息

欠驱动双足机器人在行走中为保持自身的平衡,双脚需要不间断运动.但在仅有特定立足点的离散地形上很难实现调整后的落脚点,从而导致欠驱动双足机器人在复杂环境中的适应能力下降.提出了基于虚拟约束(Virtual constraint,VC)的变步长调节与控制方法,根据欠驱动双足机器人当前状态与参考落脚点设计了非时变尺度缩放因子,能够实时重构适应当前环境的步态轨迹;同时构建了全身动力学模型,采用反馈线性化的模型预测控制(Model predictive control,MPC)滚动优化产生力矩控制量,实现准确的轨迹跟踪控制.最终进行了欠驱动双足机器人的随机离散地形稳定行走的仿真实验,验证了所提方法的有效性与鲁棒性.

关键词：欠驱动双足机器人离散地形平衡控制虚拟约束模型预测控制

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合并分割块的点云语义分割方法

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红外与激光工程 2021年第10期50卷 255-264页

作者：苏云征郝群曹杰闫雷武帅北京理工大学光电学院仿生机器人教育部重点实验室北京100081 山东理工大学机械工程学院山东淄博255000

随着激光雷达等三维点云获取工具的快速发展,点云的语义信息在计算机视觉、智能驾驶、遥感测绘、智慧城市等领域更具重要意义。针对基于分割块特征匹配的点云语义分割方法无法处理过分割和欠分割点云块、行道树和杆状物的语义分割精度... 详细信息

随着激光雷达等三维点云获取工具的快速发展,点云的语义信息在计算机视觉、智能驾驶、遥感测绘、智慧城市等领域更具重要意义。针对基于分割块特征匹配的点云语义分割方法无法处理过分割和欠分割点云块、行道树和杆状物的语义分割精度低等问题,提出了一种基于分割块合并策略的行道树和杆状物点云语义分割方法,该方法可对聚类分割后感兴趣的分割块进行合并,通过计算其多维几何特征实现对合并后的物体分类,并使用插值优化算法对分割结果进行优化,最终实现城市道路环境下行道树和杆状物的语义分割。实验结果表明,所提方法可将城市道路环境下的行道树、杆状物等点云数据的召回率和语义分割精度平均提升至89.9%以上。基于分割块合并的语义分割方法,可以很好地解决城市道路下行道树和杆状物语义分割精度低等问题,该方法对于三维场景感知等问题的研究具有重要意义。

关键词：激光雷达三维点云语义分割块合并行道树

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基于肌肉协同和肌肉力相对关系的人体行走下肢肌肉力计算方法

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北京大学学报（自然科学版） 2024年第4期60卷 585-596页

作者：张岭黄岩王启宁北京理工大学机电学院北京100081 北京理工大学智能机器人与系统高精尖创新中心北京100081 仿生机器人与系统教育部重点实验室北京100081 北京大学工学院先进制造与机器人系北京100871

针对现有计算肌肉力的方法中缺乏对运动过程中肌肉协同机制和肌肉力相对关系考量的问题,提出一种基于行走过程中肌肉力相对关系与肌肉协同的肌肉力计算方法。该方法在二次优化的基础上,将人体行走过程中一段时间的肌肉力以及不同肌肉收... 详细信息

针对现有计算肌肉力的方法中缺乏对运动过程中肌肉协同机制和肌肉力相对关系考量的问题,提出一种基于行走过程中肌肉力相对关系与肌肉协同的肌肉力计算方法。该方法在二次优化的基础上,将人体行走过程中一段时间的肌肉力以及不同肌肉收缩力之间的关系纳入逆动力学计算中。在所建立的肌肉骨骼模型的基础上,利用该方法得到行走过程中下肢主要肌肉的肌肉力,计算结果可以有效地反映人体运动规律以及行走过程中的肌肉协同机制。该计算方法可为人体运动形成机制、运动康复与训练以及仿人机器控制等提供理论依据。

关键词：人体肌肉骨骼模型逆动力学计算肌肉协同肌肉力相对关系

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基于差分光路的脉冲激光测距实验研究

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激光与红外 2016年第8期46卷 934-937页

作者：穆嘉星曹杰郝群程杭林程阳王鹏北京理工大学光电学院仿生机器人及系统教育部重点实验室北京100081

为降低背景噪声对测距精度影响,提出一种基于双通道的差分光路测距方法。该方法采用双探测器接收回波信号,在最佳位置进行回波差分,将峰值时刻鉴别转化为过零点鉴别,有效抑制了背景噪声及脉宽展宽对测距性能的影响。通过搭建差分光路测... 详细信息

为降低背景噪声对测距精度影响,提出一种基于双通道的差分光路测距方法。该方法采用双探测器接收回波信号,在最佳位置进行回波差分,将峰值时刻鉴别转化为过零点鉴别,有效抑制了背景噪声及脉宽展宽对测距性能的影响。通过搭建差分光路测距系统,针对50 m处的漫反射目标对比测距实验误差,实验结果表明:在有背景噪声的情况下,相比较传统单光路测距方法,采用差分光路将测距误差均方根由95 mm降至70 mm。同时,验证了当差分距离为光速与回波脉宽的乘积时,可获得最高的探测灵敏度。

关键词：脉冲激光测距差分光路过零点测距精度

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人体穿戴髋关节助力外骨骼的行走运动学分析

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北京大学学报（自然科学版） 2024年第3期60卷 422-430页

作者：刘玉黄岩周志浩北京理工大学机电学院北京100081 北京理工大学智能机器人与系统高精尖创新中心北京100081 仿生机器人与系统教育部重点实验室北京100081 北京大学人工智能研究院北京100871

针对现有下肢助力外骨骼研究中缺少对关节层面的运动学分析以及缺少对髋关节外骨骼助力机制的研究这一现状,对一款髋关节助力外骨骼在多种助力模式下的运动进行采集和分析,得到被试在不穿戴外骨骼、外骨骼零助力、外骨骼低助力、外骨骼... 详细信息

针对现有下肢助力外骨骼研究中缺少对关节层面的运动学分析以及缺少对髋关节外骨骼助力机制的研究这一现状,对一款髋关节助力外骨骼在多种助力模式下的运动进行采集和分析,得到被试在不穿戴外骨骼、外骨骼零助力、外骨骼低助力、外骨骼中助力、外骨骼高助力和外骨骼阻力共6种模式下的运动数据,并通过逆运动学计算和数据分析,得到关节角度曲线和步态特征。实验结果在关节层面明确了髋关节外骨骼的助力机制,可为助力外骨骼的设计和运动控制提供参考。

关键词：下肢助力外骨骼运动学分析人体行走运动步态特征

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APD三维成像激光雷达研究进展

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红外与激光工程 2020年第9期49卷 256-265页

作者：曹杰郝群张芳华徐辰宇程阳张佳利陶禹周栋张开宇北京理工大学光电学院仿生机器人教育部重点实验室北京100081 中国人民解放军陆军研究院系统工程所北京100039

三维成像激光雷达因获取信息丰富、抗干扰能力强、分辨率高等优势已广泛应用于地貌勘测、自动驾驶、智能交通、视觉跟踪等国防与民用领域。随着雪崩光电二极管(APD)探测器件的发展与三维成像体制的多样化(例如:微机电系统扫描、相控阵... 详细信息

三维成像激光雷达因获取信息丰富、抗干扰能力强、分辨率高等优势已广泛应用于地貌勘测、自动驾驶、智能交通、视觉跟踪等国防与民用领域。随着雪崩光电二极管(APD)探测器件的发展与三维成像体制的多样化(例如:微机电系统扫描、相控阵、闪光等),激光雷达性能较早期已得到大幅提升。立足于军民领域对激光雷达的新需求,迫切需求新方法、新体制进一步提升三维成像的综合性能。首先从APD三维成像激光雷达的发射单元、接收单元、算法单元(数据处理单元)三方面关键技术展开分析。然后,以载荷应用需求对三维成像激光雷达进行了分类阐述与讨论,重点以车载环境感知为例深入讨论了现有激光雷达的应用现状与军民应用所面临的难点问题。基于APD器件的三维成像方法多元化发展,讨论了两种适用于APD器件的新型三维成像方法(异构变分辨率与鬼成像)。最后,在分析三维成像激光雷达研究现状的基础上,总结了三维成像激光雷达正朝着大视场、高分辨、高精度、实时性、模块化、智能化的方向发展,为进一步研究高性能三维成像激光雷达奠定基础。

关键词：三维成像激光雷达雪崩光电二极管识别变分辨

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一种新的康复与代步外骨骼机器人研究

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自动化学报 2016年第12期42卷 1933-1942页

作者：黄高张伟民 Marco Ceccarelli 余张国陈学超孟非黄强仿生机器人与系统教育部重点实验室北京理工大学机电学院智能机器人研究所仿生机器人与系统教育部国际合作联合实验室智能机器人与系统高精尖创新中心意大利卡西诺大学机器人与机电系统实验室复杂系统智能控制与决策国家重点实验室

针对老年人及下肢障碍者康复训练与代步问题,本文提出一种新的康复与代步外骨骼机器人.本文首先详细介绍了机器人各部分组成及机构设计方案,通过下肢外骨骼与轮椅的有机结合,有效保持或恢复老年人、脑卒中患者下肢运动能力的同时,为患... 详细信息

针对老年人及下肢障碍者康复训练与代步问题,本文提出一种新的康复与代步外骨骼机器人.本文首先详细介绍了机器人各部分组成及机构设计方案,通过下肢外骨骼与轮椅的有机结合,有效保持或恢复老年人、脑卒中患者下肢运动能力的同时,为患者提供一种方便的代步工具;运用脚蹬车运动制订康复训练策略,可保持下肢康复训练轨迹固定,保证患者安全;提出主从式操作方法及多模态康复训练控制流程提高使用者参与感.最后通过仿真与实验验证了所提康复系统的可行性与设计的正确性.

关键词：康复机器人外骨骼机构设计仿真实验

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基于上臂关节角度和肌电信号的二自由度假肢控制方法

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自动化学报 2018年第4期44卷 667-675页

作者：孙文涛佘浩田李鑫朱金营姜银来横井浩史黄强北京理工大学机电学院智能机器人研究所仿生机器人与系统教育部重点实验室智能机器人与系统高精尖创新中心日本电气通信大学信息与工程学院

肌电信号的采集易受到空气湿度和皮肤表面汗液等多种随机因素的干扰,使采集到的肌电信号极不稳定.为了应对此问题,市售的肌电假肢普遍采用基于开关量的控制方法,但是开关量对多自由度假肢的控制依赖于顺序动作切换,这使得假肢的实际使... 详细信息

肌电信号的采集易受到空气湿度和皮肤表面汗液等多种随机因素的干扰,使采集到的肌电信号极不稳定.为了应对此问题,市售的肌电假肢普遍采用基于开关量的控制方法,但是开关量对多自由度假肢的控制依赖于顺序动作切换,这使得假肢的实际使用过程比较繁琐.利用肢体运动学信息的假肢控制方法常见于下肢假肢,这是因为上肢的运动受抓取物体的形状和位置等因素变化,其肢体运动的规律性较差.本文提出一种利用上臂关节角度和肌电信号的控制方法,利用人体在抓握时肩关节的运动模式区分使用者对不同形状物体的抓握,并将此方法应用在二自由度假肢的控制中.通过与开关量控制的假肢在日常物品抓握实验中的对比,表明本文所提出方法在稳定性和使用效率方面都优于开关量控制的方式.

关键词：肩关节角度肌电信号假肢模式识别

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光电镊——一种用途广泛的微纳操作工具

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电子与信息学报 2023年第12期45卷 4566-4575页

作者：张帅龙李恭李凤刚徐冰睿李航符荣鑫北京理工大学机电学院北京100081 北京市智能机器人与系统高精尖创新中心北京100081 北京理工大学医工融合研究院北京100081 北京理工大学仿生机器人与系统教育部重点实验室北京100081 北京理工大学医学技术学院北京100081

光电镊(OET)是一种基于光致介电泳效应的微尺度光操控技术,可在流体场、光电场、生物力场耦合的复杂环境下对微小目标进行精准操控,在细胞操作、微机械系统等领域有着重要的应用。光电镊技术可以单独使用或与其他技术协同使用,应用十分... 详细信息

光电镊(OET)是一种基于光致介电泳效应的微尺度光操控技术,可在流体场、光电场、生物力场耦合的复杂环境下对微小目标进行精准操控,在细胞操作、微机械系统等领域有着重要的应用。光电镊技术可以单独使用或与其他技术协同使用,应用十分广泛。迄今为止,基于光电镊的研究主要集中在:微纳米材料的操作、组装和合成;单个细胞/分子的操作、分离和分析;细胞固有特性的分析和获取;细胞的电穿孔、融合和裂解;细胞封装生物材料和生物结构的制备;流体传输的光流体器件的开发。这些工作展示了光电镊技术优越的性能和独特的通用性和灵活性。该文系统地介绍了光电镊技术的现有应用,总结了该技术的应用前景、局限性及发展趋势。

关键词：光操控微机械光电镊微操作介电泳

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仿人眼视网膜成像技术研究进展(特约)

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红外与激光工程 2020年第8期49卷 1-8页

作者：曹杰郝群张芳华崔焕唐鸣元程阳李鲲高泽东方亚毜北京理工大学光电学院仿生机器人教育部重点实验室北京100081 上海航天控制技术研究所上海201109 上海市空间智能控制技术重点实验室上海201109

人眼视网膜因具有变分辨成像及冗余数据压缩的优势为成像方法与应用开辟了新途径。基于人眼视网膜成像机理,有效解决了大视场、高分辨、实时性难以兼顾的问题。随着半导体制造工艺与计算机处理能力的迅猛发展,仿人眼视网膜成像系统已广... 详细信息

人眼视网膜因具有变分辨成像及冗余数据压缩的优势为成像方法与应用开辟了新途径。基于人眼视网膜成像机理,有效解决了大视场、高分辨、实时性难以兼顾的问题。随着半导体制造工艺与计算机处理能力的迅猛发展,仿人眼视网膜成像系统已广泛应用于视觉导航、识别与跟踪、生物医疗等领域,目前,正朝着小型化、高效化、智能化方向发展。对比分析了仿人眼视网膜成像实现方法的优缺点,以现有实例化应用分析了仿人眼视网膜成像技术的发展现状并提出挑战与机遇,为进一步研究仿人眼视网膜成像提供参考与借鉴。

关键词：仿人眼视网膜变分辨率非均匀采样对数极坐标映射

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