检索结果-内蒙古大学图书馆

电机与控制学报 2013年第8期17卷 91-99页

作者：张奇谢宗武刘宏蔡鹤皋哈尔滨工业大学机器人系统与技术国家重点实验室黑龙江哈尔滨150001

为了提高机器人关节控制的性能,设计了一套基于现场可编程门阵列(FPGA)软硬件编程方法的模块化关节控制器。在控制器中,传感器采集和电流矢量控制采用标准硬件描述语言VHDL编写以提高电流控制的带宽,电流控制周期为50μs。机器人关节控... 详细信息

为了提高机器人关节控制的性能,设计了一套基于现场可编程门阵列(FPGA)软硬件编程方法的模块化关节控制器。在控制器中,传感器采集和电流矢量控制采用标准硬件描述语言VHDL编写以提高电流控制的带宽,电流控制周期为50μs。机器人关节控制律在NiosⅡ处理器中以C语言实现,控制周期为200μs。自顶向下的层次化设计方法应用于矢量控制知识产权(IP)核设计,并给出矢量控制中的坐标变换、PI调节算法等功能模块的数据流图,整个矢量控制计算耗时3.48μs。该关节控制器应用到7自由度机器人中。实验结果表明,关节位置和电机力矩跟踪效果较好,且控制器对机器人构型不敏感。

关键词：现场可编程门阵列矢量控制软硬件编程关节控制器

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障碍环境下多移动机器人动态优化队形变换

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机器人 2013年第5期35卷 535-543页

作者：任立敏王伟东杜志江唐德威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 北华大学机械工程学院吉林吉林132021

针对未知障碍环境下的地面多移动机器人,提出了在线的动态优化队形变换避障策略.该策略首先针对编队控制中常用的队形形状建立了队形知识库,同时充分考虑环境约束,设计了包含队形零变换、同构变换和异构变换3种模式的编队避障策略.其中... 详细信息

针对未知障碍环境下的地面多移动机器人,提出了在线的动态优化队形变换避障策略.该策略首先针对编队控制中常用的队形形状建立了队形知识库,同时充分考虑环境约束,设计了包含队形零变换、同构变换和异构变换3种模式的编队避障策略.其中,队形同构变换模式通过引入伸缩因子,在没有破坏原有队形结构的基础上实现了队形大小的缩放;队形异构变换模式下,在定义了包含队形失真度、能量消耗率和队形变换收敛时间比等性能指标的基础上,通过领航机器人获得的环境信息和当前的队形形状,对提出的环境适应度函数进行优化求解获得最佳的leader-follower拓扑结构.最终,不同场景下的大量仿真实验验证了本文方法切实有效.

关键词：多移动机器人动态优化队形变换编队避障

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微创腹腔外科手术机器人主操作手优化与分析

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哈尔滨工程大学学报 2013年第10期34卷 1310-1315,1326页

作者：王宏民闫志远李勇杜志江刘荣强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 黑龙江科技大学电气工程学院黑龙江哈尔滨150027

针对腹腔镜手术的要求,以及主操作手性能指标和主操作手设计原则,把主操作手设计为具有冗余自由度的串并联混合型结构并进行了自由度的相应配置.并联机构实现从手3个位置参数的控制,串联机构是一个4自由度的冗余机构,实现从手3个姿态参... 详细信息

针对腹腔镜手术的要求,以及主操作手性能指标和主操作手设计原则,把主操作手设计为具有冗余自由度的串并联混合型结构并进行了自由度的相应配置.并联机构实现从手3个位置参数的控制,串联机构是一个4自由度的冗余机构,实现从手3个姿态参数的控制.在运动学层面上,引入全域性性能指标和全域运动性能波动指标,利用遗传算法对并联机构进行优化设计,根据优化后的杆件参数计算出主操作手的工作空间,满足设计需求.并分别对串并联机构灵巧度进行了分析,通过仿真分析验证了主操作手的工作空间无奇异点,串联机构通过增加冗余自由度使得灵巧度得到了提高.

关键词：主操作手工作空间运动学分析微创手术优化分析

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腹腔微创手术机器人的结构设计与尺寸优化

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华中科技大学学报（自然科学版） 2013年第S1期41卷 324-328页

作者：赵凯付宜利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150080

在分析微创手术机器人构型基础上,提出了采用中空走线的被动关节及新型的远心机构的机械臂设计方案.在此基础上,开展了腹腔微创手术机械臂被动关节及远心机构的机械结构设计,并基于D-H法进行运动学分析.以机械臂可操作度作为优化目标,... 详细信息

在分析微创手术机器人构型基础上,提出了采用中空走线的被动关节及新型的远心机构的机械臂设计方案.在此基础上,开展了腹腔微创手术机械臂被动关节及远心机构的机械结构设计,并基于D-H法进行运动学分析.以机械臂可操作度作为优化目标,对其杆件尺寸参数进行优化,以提高机械臂的整体灵活性.最后,对设计的机构进行仿真分析,结果表明:所设计的微创手术机器人结构在手术过程中具有较好的稳定性和灵活性,器械定位效果理想,满足临床需求.

关键词：机械臂结构设计微创手术尺寸优化远心机构

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基于路径的血管介入手术电磁跟踪的配准算法

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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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基于统一球面投影机理的全景相机标定方法

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华中科技大学学报（自然科学版） 2013年第S1期41卷 99-102页

作者：王珂李瑞峰赵立军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

研究折光鱼眼全景相机的标定方法,采用统一球面映射原理构建相机成像模型;采用FAST算法提取棋盘格标定图像的畸变角点特征.以由粗到精的方式标定全景相机,具体分为两步:用线性矩阵的奇异值分解方法初始估计全景相机的内、外参数;并在此... 详细信息

研究折光鱼眼全景相机的标定方法,采用统一球面映射原理构建相机成像模型;采用FAST算法提取棋盘格标定图像的畸变角点特征.以由粗到精的方式标定全景相机,具体分为两步:用线性矩阵的奇异值分解方法初始估计全景相机的内、外参数;并在此基础上采用非线性盒约束优化方法实现对内、外参数的精细化估计.实验结果验证了方法的有效性.

关键词：机器人视觉相机标定统一球面投影模型折光鱼眼全景视觉角点提取盒约束优化

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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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自主移动机器人室内定位方法研究综述

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传感器与微系统 2013年第12期32卷 1-5,9页

作者：高云峰周伦吕明睿刘文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150001

自主移动机器人的室内定位作为机器人研究领域中最基本的问题已被广泛研究。根据定位技术和传感器的不同,将室内定位方法分为航迹推算定位、地图匹配定位和基于信标定位三类。详细介绍了超声波网络定位系统和基于无线射频识别(RFID)的... 详细信息

自主移动机器人的室内定位作为机器人研究领域中最基本的问题已被广泛研究。根据定位技术和传感器的不同,将室内定位方法分为航迹推算定位、地图匹配定位和基于信标定位三类。详细介绍了超声波网络定位系统和基于无线射频识别(RFID)的定位方法。对几种基于概率的定位算法做了分析和对比,并对自主移动机器人室内定位方法的研究方向做了展望。

关键词：自主移动机器人室内定位方法航迹推算定位地图匹配定位信标定位概率算法

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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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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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