检索结果-内蒙古大学图书馆

华中科技大学学报（自然科学版） 2013年第S1期41卷 316-319页

作者：李在娟付宜利高文朋哈尔滨工业大学机器人技术与系统国家重点实验室黑龙江哈尔滨150080

基于路径的配准算法建立在电磁定位和追踪的基础上,其通过寻找由电磁跟踪(EMT)获取的微创导管机器人的路径数据和从CT图像中获取的中心线数据的对应关系求解空间变换矩阵,实现患者坐标系和CT图像坐标系的关联.该方法是一种动态的配准方... 详细信息

基于路径的配准算法建立在电磁定位和追踪的基础上,其通过寻找由电磁跟踪(EMT)获取的微创导管机器人的路径数据和从CT图像中获取的中心线数据的对应关系求解空间变换矩阵,实现患者坐标系和CT图像坐标系的关联.该方法是一种动态的配准方法,且无须人工标记.为提高配准精度,算法在精配准的目标函数中引入血管半径参数,并通过识别导管分叉点对变换参数进行补偿.实验以胸部血管硅胶模型为对象进行精度验证和误差分析,结果表明该方法简单可行,配准精度达到预期要求.

关键词：血管介入手术电磁跟踪配准算法路径中心线分叉点血管半径

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外骨骼机械手控制系统设计

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华中科技大学学报（自然科学版） 2013年第S1期41卷 320-323页

作者：陈宏伟张福海付宜利王翔宇哈尔滨工业大学机器人技术与系统国家重点实验室黑龙江哈尔滨150001

针对脑卒中患者康复需求,研制了一种外骨骼机械手控制系统.该控制系统由现场可编程门阵列(FPGA)单芯片系统、传感器采集系统以及基于Android系统的人机交互软件组成.基于FPGA单芯片系统,通过力传感器、角度传感器和编码器实时采集外骨... 详细信息

针对脑卒中患者康复需求,研制了一种外骨骼机械手控制系统.该控制系统由现场可编程门阵列(FPGA)单芯片系统、传感器采集系统以及基于Android系统的人机交互软件组成.基于FPGA单芯片系统,通过力传感器、角度传感器和编码器实时采集外骨骼机械手和患者手指的运动状态信息,并通过总线与控制系统进行通信;采用Android系统人机交互软件能够诱导患者主动进行康复治疗;该控制系统可通过检测患者手指与外骨骼机械手的接触力实现自主切换主动或被动控制策略.实验表明该系统运行稳定、与人机交互软件间的通信可靠,能够满足患者的康复需求.

关键词：外骨骼机械手控制系统病人康复人机交互现场可编程门阵列 Android

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腹腔微创手术机器人系统远心机构设计与分析

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华中科技大学学报（自然科学版） 2013年第S1期41卷 289-292页

作者：付宜利刘潇牛国君潘博哈尔滨工业大学机器人技术与系统国家重点实验室黑龙江哈尔滨150000

针对腹腔微创手术机器人系统的从手机械臂在手术时须要进行定点运动的要求,设计了一种新型从手机械臂远心机构,实现在没有电磁离合器的条件下远心机构的被动姿态调整;建立远心机构的动力学模型,求解出远心机构的动力学方程,计算出被动... 详细信息

针对腹腔微创手术机器人系统的从手机械臂在手术时须要进行定点运动的要求,设计了一种新型从手机械臂远心机构,实现在没有电磁离合器的条件下远心机构的被动姿态调整;建立远心机构的动力学模型,求解出远心机构的动力学方程,计算出被动调整过程中为平衡远心机构电机所需补偿的力矩;然后以虚拟样机软件为工具,使用三维设计软件Pro/E和机械动力学分析软件ADAMS建立了远心机构的虚拟样机仿真模型,通过仿真分析验证了动力学模型和动力学方程的正确性.

关键词：微创手术远心机构动力学虚拟样机 ADAMS Pro/E

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基于Matlab仿人机器人双臂运动特性分析

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华中科技大学学报（自然科学版） 2013年第S1期41卷 343-347页

作者：李瑞峰马国庆哈尔滨工业大学机器人技术与系统国家重点实验室黑龙江哈尔滨150001

应用D-H法建立机器人双臂的关节坐标系并确定杆件参数,建立机器人的正逆运动学模型,提出一种几何法结合逆变换求解运动学的新方法.在Matlab环境下利用蒙特卡罗法计算出双臂的工作空间,并讨论在协调工作空间内主臂与物体、主臂与从臂之... 详细信息

应用D-H法建立机器人双臂的关节坐标系并确定杆件参数,建立机器人的正逆运动学模型,提出一种几何法结合逆变换求解运动学的新方法.在Matlab环境下利用蒙特卡罗法计算出双臂的工作空间,并讨论在协调工作空间内主臂与物体、主臂与从臂之间的位姿约束关系,对笛卡尔空间及关节空间的运动轨迹进行规划.用Robotics Toolbox工具箱对机器人正逆运动学进行仿真,从而验证机器人结构设计的合理性,为机器人的动力学分析、双臂协调作业以及快速抓取作业奠定了必要的基础.

关键词：仿人机器人运动学工作空间轨迹规划仿真 Robotics Toolbox

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一种七自由度冗余机械臂阻抗控制研究

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华中科技大学学报（自然科学版） 2013年第S1期41卷 42-46页

作者：华磊张福海付宜利哈尔滨工业大学机器人技术与系统国家重点实验室黑龙江哈尔滨150001

针对机械臂冗余关节阻抗的控制问题,提出了一种扩展的七自由度冗余机械臂阻抗控制方法.首先将操作空间和零空间的解组合构成一种扩展的增广操作空间;通过对增广操作空间进行解耦,分别得到七自由度冗余机械臂操作空间和零空间中所对应的... 详细信息

针对机械臂冗余关节阻抗的控制问题,提出了一种扩展的七自由度冗余机械臂阻抗控制方法.首先将操作空间和零空间的解组合构成一种扩展的增广操作空间;通过对增广操作空间进行解耦,分别得到七自由度冗余机械臂操作空间和零空间中所对应的驱动力矩.该方法在确保机械臂稳定运动的同时能实现对冗余关节阻抗的直接控制.然后通过引入避关节极限性能指标函数对零空间中的运动进行了优化,确保各关节运动角度均在合理的范围之内.最后以具有广泛适用性的七自由度冗余机械臂为模型进行了仿真,仿真结果验证该方法在冗余关节阻抗控制方面的可行性和有效性.

关键词：冗余机械臂阻抗控制零空间增广操作空间解耦优化自由度

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支撑点扩展快速立体匹配方法的设计与应用

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光学精密工程 2013年第1期21卷 207-216页

作者：周自维樊继壮李戈赵杰张赫哈尔滨工业大学机器人技术与系统国家重点实验室黑龙江哈尔滨150080 辽宁科技大学电子与信息工程学院辽宁鞍山114044

为精确构建计算机立体视觉中的视差图,提出了一种快速全局优化匹配算法。该算法采用吉布斯随机场模型描述空间点与其邻域之间的关系,由改进的Graph Cuts方法对空间点的邻域进行匹配来获取场景的致密视差图。首先,计算出一组具有明确匹... 详细信息

为精确构建计算机立体视觉中的视差图,提出了一种快速全局优化匹配算法。该算法采用吉布斯随机场模型描述空间点与其邻域之间的关系,由改进的Graph Cuts方法对空间点的邻域进行匹配来获取场景的致密视差图。首先,计算出一组具有明确匹配关系的稀疏匹配点,将这些匹配点命名为"支撑点";然后,对每一个支撑点的邻域进行扩展,采用改进的Graph Cuts全局优化算法计算扩展后的邻域空间的匹配关系,并将满足一定匹配度的邻域点设置为新的支撑点。最后,重复上述步骤并逐级扩展,直至扩展出的匹配空间覆盖整个视图,进而获取待匹配图对的致密视差图。实验结果表明,该方法不仅对不同场景视差图的质量具有良好的一致性,而且匹配速度较快(匹配时间约为0.8～1.2s),大大高于其他传统的全局匹配算法。为体现本文算法的实际应用价值,以Smart EyeⅡ立体视觉试验台为测试平台,对真实场景进行了视差图构建,取得了良好的试验效果。

关键词：立体匹配全局优化马尔科夫随机场吉布比斯随机场光流

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二轴框架镇定回路的保守稳定性设计研究

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电子科技大学学报 2013年第6期42卷 939-943页

作者：詹世涛闫维新付庄于锦江赵言正上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室上海闵行区200240 哈尔滨工业大学机器人技术与系统重点实验室哈尔滨150001 上海航天技术研究院上海徐汇区200233

探讨一类yaw-pitch型结构的位标器在系统存在结构参数不确定性和执行元件存在输出饱和非线性的条件下的镇定问题。基于刚体动力学理论推导了二轴框架结构的动力学模型,得到了基座角运动因素导致系统参数摄动的机制,并以此为基础得到了... 详细信息

探讨一类yaw-pitch型结构的位标器在系统存在结构参数不确定性和执行元件存在输出饱和非线性的条件下的镇定问题。基于刚体动力学理论推导了二轴框架结构的动力学模型,得到了基座角运动因素导致系统参数摄动的机制,并以此为基础得到了系统的结构不确定性描述;基于区间矩阵保守稳定性的判别定理和线性矩阵不等式组,对系统的两类稳定空间进行保守估计,给出了系统可镇定的外界条件和镇定系统的状态反馈矩阵的寻优方法。所得结论可为优化设计稳定的位标器控制回路提供理论依据。

关键词：反馈控制线性矩阵不等式稳定性不确定系统

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基于Android手机的家用机器人控制技术研究

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计算机工程与设计 2013年第12期34卷 4389-4394页

作者：李瑞峰冀龙涛哈尔滨工业大学机器人技术与系统国家重点实验室黑龙江哈尔滨150080

为了实现智能移动终端对家用机器人的远程控制,给出了一种利用Android手机通过3G网络控制家用机器人的方法。系统采用客户端/服务器结构,利用VLC开源流媒体框架实现实时视频监控。服务器采集的视频采用实时流传输协议(RTSP)发送至客户... 详细信息

为了实现智能移动终端对家用机器人的远程控制,给出了一种利用Android手机通过3G网络控制家用机器人的方法。系统采用客户端/服务器结构,利用VLC开源流媒体框架实现实时视频监控。服务器采集的视频采用实时流传输协议(RTSP)发送至客户端。服务器和下位机之间通过RS232串口通信,和客户端之间通过Socket通信。分别在WIFI和3G网络下对系统进行了测试,实现了Android手机对家用机器人的视频监控、运动控制和传感器信息的显示,测试结果表明该方法是有效的。

关键词： Android 视频监控 VLC框架流媒体 3G

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虚拟手术中基于可变方向凸包的碰撞检测算法

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计算机应用 2013年第9期33卷 2614-2616,2639页

作者：史玲玲王伟东闫志远哈尔滨工业大学机电工程学院哈尔滨150080 机器人技术与系统国家重点实验室(哈尔滨工业大学) 哈尔滨150080

为了实现机器人辅助虚拟手术中快速精确的碰撞检测,提出了基于可变方向凸包的层次包围盒碰撞检测算法。在虚拟场景中,手术器械末端运动复杂多变且软体组织持续形变,分析器械和软组织的作用形式,根据器械运动学参数,预测软组织的变形,将... 详细信息

为了实现机器人辅助虚拟手术中快速精确的碰撞检测,提出了基于可变方向凸包的层次包围盒碰撞检测算法。在虚拟场景中,手术器械末端运动复杂多变且软体组织持续形变,分析器械和软组织的作用形式,根据器械运动学参数,预测软组织的变形,将其与固定方向凸包检测方法相结合,通过改变方向向量集合,提高包围盒树的紧密性,进而减少相交测试的次数,加速碰撞检测。仿真实验证明了可变方向凸包的碰撞检测算法可以实现精确的碰撞检测;与固定方向凸包算法相比在快速碰撞检测方面具有优越性,当软组织包含的面片数目越多时,快速性优势越显著。

关键词：虚拟手术碰撞检测可变方向凸包层次包围盒运动学固定方向凸包

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动态高精度伺服称重计量秤及其智能PID控制

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计量学报 2013年第3期34卷 231-236页

作者：于振中郑为凑丁亮刘鑫惠晶江南大学轻工过程先进控制教育部重点实验室江苏无锡214122 哈尔滨工业大学机器人技术与系统国家重点实验室黑龙江哈尔滨150080

为了克服粉粒状物料称重精度易受非线性、随机干扰和留空物料（投料门关闭时尚在半空中的物料）时变等因素影响及称重效率低的问题，提出了多级投料（大投、中投和变流量细投）、RBF神经网络PID细投控制和自适应的留空物料补偿策略结合... 详细信息

为了克服粉粒状物料称重精度易受非线性、随机干扰和留空物料（投料门关闭时尚在半空中的物料）时变等因素影响及称重效率低的问题，提出了多级投料（大投、中投和变流量细投）、RBF神经网络PID细投控制和自适应的留空物料补偿策略结合的方法。设计了计量秤的机械结构和基于S7-200PLC、Siwarex_MS称重模块和伺服电机的控制系统；伺服电机，执行机构和PLC系统（集成秤重模块）构成闭环控制系统实现多级投料，相比于气缸控制的投料结构能大幅提高称重的精度。针对所设计的计量秤分析了称重原理和称重误差产生因素，采用多级投料：大投和中投保证称重的快速性，智能PID控制的细投保证称重精度。实验结果表明：称重25kg化肥，平均精度为±0．114％，最大称重速度为1100次／h。

关键词：计量学称重控制伺服电子秤 RBF神经网络 PID控制器自适应

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