检索结果-内蒙古大学图书馆

自动化学报 2010年第6期36卷 851-857页

作者：宋宇孙富春李庆玲清华大学智能技术与系统国家重点实验室北京100084 哈尔滨工业大学机器人技术与系统国家重点实验室哈尔滨150080 中国科学院自动化研究所北京100190

粒子滤波是移动机器人蒙特卡罗定位(Monte Carlo localization,MCL)的核心环节.首先,针对粒子滤波过程的粒子退化问题,利用迭代Sigma点卡尔曼滤波来精确设计粒子滤波器的提议分布,以迭代更新方式将当前观测信息融入顺序重要性采样过程,... 详细信息

粒子滤波是移动机器人蒙特卡罗定位(Monte Carlo localization,MCL)的核心环节.首先,针对粒子滤波过程的粒子退化问题,利用迭代Sigma点卡尔曼滤波来精确设计粒子滤波器的提议分布,以迭代更新方式将当前观测信息融入顺序重要性采样过程,提出IUPF(Improved unscented particle filter)算法.然后,将IUPF与移动机器人MCL相结合,给出IUPF-MCL定位算法的实现细节.仿真结果表明,IUPF-MCL是一种精确鲁棒的移动机器人定位算法.

关键词：移动机器人蒙特卡罗定位粒子滤波无迹卡尔曼滤波

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基于虚拟弹簧的欠驱动手指的动力学建模和控制

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吉林大学学报（工学版） 2010年第6期40卷 1688-1692页

作者：黄海方宏根姜力刘宏哈尔滨工程大学水下机器人国防技术重点实验室哈尔滨150001 哈尔滨工业大学机器人技术与系统国家重点实验室哈尔滨150001 德国宇航中心机器人与系统动力学研究所韦斯林82230

采用虚拟弹簧对2关节欠驱动手指进行了动力学建模。并使用该方法建立实际的3关节欠驱动手指的动力学模型,通过动态控制实验验证了动力学模型的正确性。该方法不仅避免了求解微分几何方程,并且直接派生出可解耦的动力学模型。可直接进行... 详细信息

采用虚拟弹簧对2关节欠驱动手指进行了动力学建模。并使用该方法建立实际的3关节欠驱动手指的动力学模型,通过动态控制实验验证了动力学模型的正确性。该方法不仅避免了求解微分几何方程,并且直接派生出可解耦的动力学模型。可直接进行逆动力学分析、仿真和实时控制。同时,建立了基于动力学模型的速度观测器,用于轨迹跟踪,弥补了欠驱动手没有速度传感器的缺点,补偿了欠驱动环节造成的不确定因素。与PID或计算力矩法相比较,其轨迹跟踪误差更小,动态控制效果更好。

关键词：自动控制技术机器人学虚拟弹簧欠驱动手动态控制速度观测器

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一种单构件双运动机理微小型机器人移动机构

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机器人 2010年第1期32卷 41-47页

作者：孙立宁李伟达蒋振宇郭伟李满天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 哈尔滨工业大学微纳米技术研究中心黑龙江哈尔滨150080

传统微小型机器人的移动机构难以同时满足对高移动速度和高分辨力的需求,而宏微双重移动机构通常存在结构复杂的缺点.针对这一问题,提出一种单构件双运动机理移动机构.该机构具有双重运动机理,即非谐振条件下的粘滑运动机理和谐振条件... 详细信息

传统微小型机器人的移动机构难以同时满足对高移动速度和高分辨力的需求,而宏微双重移动机构通常存在结构复杂的缺点.针对这一问题,提出一种单构件双运动机理移动机构.该机构具有双重运动机理,即非谐振条件下的粘滑运动机理和谐振条件下的碰撞运动机理,分别用于实现较高的运动分辨力和较高的运动速度.实验结果表明,原理样机在前进与后退方向的运动分辨力分别可以达到0.896μm和0.456μm,在10V电压驱动下运动速度可达172mm/s.该机构结构简单,易于微小型化与批量制造,同时具有较高的运动速度与运动分辨力,可以提高微小型机器人的运动性能.

关键词：微型机器人移动机构粘滑机理

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基于正侧位投影约束的空间配准与脊柱手术导航

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机器人 2010年第1期32卷 1-5页

作者：栾胜王田苗李危石胡磊刘忠军姜亮北京航空航天大学机器人研究所北京100191 北京大学第三医院骨科北京100191 机器人技术与系统国家重点实验室(哈尔滨工业大学) 黑龙江哈尔滨150080

为提高机器人辅助脊柱手术的精确性、安全性以及易用性,将术前CT图像与术中X射线图像配准.传统单平面配准法因缺乏沿光轴的深度信息而导致导航误差较大,本文通过同时计算正侧位透视图像来提高配准与导航精度.通过分析正侧位投影空间变... 详细信息

为提高机器人辅助脊柱手术的精确性、安全性以及易用性,将术前CT图像与术中X射线图像配准.传统单平面配准法因缺乏沿光轴的深度信息而导致导航误差较大,本文通过同时计算正侧位透视图像来提高配准与导航精度.通过分析正侧位投影空间变换模型,利用该双平面几何约束实现自动的配准初值估计并建立3维手术空间与CT空间的映射.在虚拟X射线导航基础上,利用立体视觉定位计算手术器械在CT空间的实时位姿从而实现3维导航.脊柱体模实验证明该配准与导航方法的精度满足手术要求,动物椎板磨削实验表明该系统可实现实时监控,提高手术安全性.

关键词：医用机器人医学图像配准 3维导航

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基于改进遗传算法辨识空间机器人动力学参数

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哈尔滨工业大学学报 2010年第11期42卷 1734-1739页

作者：刘宇李瑰贤夏丹徐文福哈尔滨工业大学基础与交叉科学研究院哈尔滨150001 哈尔滨工业大学机器人技术与系统国家重点实验室哈尔滨150001 哈尔滨工业大学机电工程学院哈尔滨150001

为了减小空间机器人动力学参数的误差,提高轨迹规划精度,根据空间机器人的角动量守恒方程,利用名义动力学参数估计角动量与真实角动量的差异,建立动力学参数辨识的误差模型,给出遗传算法的适应度函数.针对常规遗传算法容易出现"早... 详细信息

为了减小空间机器人动力学参数的误差,提高轨迹规划精度,根据空间机器人的角动量守恒方程,利用名义动力学参数估计角动量与真实角动量的差异,建立动力学参数辨识的误差模型,给出遗传算法的适应度函数.针对常规遗传算法容易出现"早熟"现象,采用小区间生成法、大变异策略和精英保留策略对其进行了改进.以六关节空间机器人为例进行的仿真结果表明,在参数复杂的情况下,采用改进后的遗传算法,计算效率和辨识精度均得到了提高。

关键词：空间机器人动力学参数辨识角动量守恒改进的遗传算法

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模块化嵌入式五指机器人灵巧手手指控制系统

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吉林大学学报（工学版） 2010年第2期40卷 517-522页

作者：兰天刘伊威陈养彬金明河樊绍巍刘宏哈尔滨工业大学机器人技术与系统国家重点实验室哈尔滨150001 宁波GQY视讯股份有限公司上海201206 德国宇航中心机器人与系统动力学研究所德国慕尼黑82230

为开发高度集成的五指机器人灵巧手,提出了采用DSP(Digital Signal Processor)+FPGA(Field Programmable Gate Array)控制结构的模块化嵌入式手指控制系统设计方法。实现了采用单电流传感器检测全桥控制下相电流及相电流过流双保护。为... 详细信息

为开发高度集成的五指机器人灵巧手,提出了采用DSP(Digital Signal Processor)+FPGA(Field Programmable Gate Array)控制结构的模块化嵌入式手指控制系统设计方法。实现了采用单电流传感器检测全桥控制下相电流及相电流过流双保护。为解决手指DSP和FPGA之间如何稳定、高效通信的难题,结合先进先出FIFO(First In First Out)寄存器,设计了基于串行通信接口SCI(Serial Communications Interface)和RS485总线的多中断差分通信系统。实验证明,这种DSP+FPGA控制结构及模块化的设计,使得手指控制部分得以高度集成,同时DLR/HITII灵巧手获得很好的整体性能和稳定性。

关键词：自动控制技术机器人灵巧手 DSP+FPGA控制结构相电流检测多中断通信系统多传感器

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未知不平整地面上的双足步行稳定控制

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电子学报 2010年第11期38卷 2669-2674页

作者：李建陈卫东王丽军高雪官杨军李慕君上海交通大学自动化系上海200240 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 上海交通大学机器人研究所上海200240 上海电气集团中央研究院上海200070

针对未知的不平整地面环境,提出了双足机器人稳定步行控制算法,该算法由步态规划和传感器反馈控制两部分组成.采用被动倒立摆模型设计双足机器人的步态,使得双足机器人能够自然、节能的稳定行走.实时反馈控制用来适应地面环境的凹凸不... 详细信息

针对未知的不平整地面环境,提出了双足机器人稳定步行控制算法,该算法由步态规划和传感器反馈控制两部分组成.采用被动倒立摆模型设计双足机器人的步态,使得双足机器人能够自然、节能的稳定行走.实时反馈控制用来适应地面环境的凹凸不平以及处理外部环境的扰动.控制器包括上身姿态控制、期望ZMP控制以及非线性落地控制三部分.双足机器人机构柔性的存在对机器人稳定性以及控制效果造成很坏的影响,甚至使反馈控制造成负面的效果,因此柔性的影响也被考虑到步行控制器的设计当中.利用双足机器人不平地面上的步行实验验证所提出步行控制算法的有效性.

关键词：双足机器人步态规划被动倒立摆模型稳定控制

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侧壁压阻式力传感器的研制与标定

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纳米技术与精密工程 2010年第3期8卷 201-205页

作者：陈涛孙立宁陈立国荣伟彬李昕欣王家畴苏州大学机器人与微系统研究中心苏州215021 哈尔滨工业大学机器人技术与系统国家重点实验室哈尔滨150001 中科院上海微系统与信息技术研究所传感技术国家重点联合实验室上海200050

在对现有微操作中夹持力问题进行分析的基础上,提出了一种基于面内侧壁压阻的力传感器加工方法,成功地在MEMS微夹持器上集成了压阻式的力检测传感器,对夹持力的检测反馈实现了微操作的闭环控制.该方法利用离子注入工艺和深度反应离子刻... 详细信息

在对现有微操作中夹持力问题进行分析的基础上,提出了一种基于面内侧壁压阻的力传感器加工方法,成功地在MEMS微夹持器上集成了压阻式的力检测传感器,对夹持力的检测反馈实现了微操作的闭环控制.该方法利用离子注入工艺和深度反应离子刻蚀(DRIE)工艺相结合制作检测梁侧壁压阻,改善了侧壁压阻工艺与其他工艺间的兼容性问题.最后通过压电叠堆驱动平台结合精密电子秤对压阻传感器进行了标定.测试表明,这种微力传感器加工技术可以很好地与其他工艺相兼容,力传感器的灵敏度优于72V/N,分辨率优于3μN.

关键词：微机电系统侧壁压阻力传感器

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多自主水下航行器区域搜索与协同围捕方法研究

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中国造船 2010年第2期51卷 117-125页

作者：王宏健熊伟陈子印王晶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150001 哈尔滨工程大学自动化学院哈尔滨150001 成都飞机设计研究院成都610041

针对多个自主水下航行器(AUVs)执行区域搜索和协同围捕入侵对象的任务案例,设计了多航行器混合分层式体系结构,提出了分区域随机搜索策略和基于势点的优化围捕策略。将蚁群算法和人工势场法相结合,实现了AUVs路径规划与避碰。基于AUV六... 详细信息

针对多个自主水下航行器(AUVs)执行区域搜索和协同围捕入侵对象的任务案例,设计了多航行器混合分层式体系结构,提出了分区域随机搜索策略和基于势点的优化围捕策略。将蚁群算法和人工势场法相结合,实现了AUVs路径规划与避碰。基于AUV六自由度运动模型和PID控制器,通过仿真实验验证了算法的有效性。仿真结果表明,AUVs具有在障碍环境中执行区域搜索和对入侵对象协同围捕的作业能力,设计的方法可应用于自主水下航行器的围捕任务。

关键词：自主水下航行器协同搜索围捕路径规划避碰

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基于DSP/FPGA的模块化柔性关节轻型机械臂

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机械与电子 2010年第6期28卷 48-53页

作者：熊根良谢宗武刘宏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 德国宇航中心机器人及机电一体化研究所德国慕尼黑82230

介绍了模块化柔性关节轻型机械臂的机械系统设计、传感器系统设计以及电气系统设计.整个机械结构设计与电气设计实现了机械臂的轻型化,提高了其负载/自重比.针对关节柔性的存在,给控制带来的巨大挑战,设计了基于DSP/FPGA的硬件结构,用... 详细信息

介绍了模块化柔性关节轻型机械臂的机械系统设计、传感器系统设计以及电气系统设计.整个机械结构设计与电气设计实现了机械臂的轻型化,提高了其负载/自重比.针对关节柔性的存在,给控制带来的巨大挑战,设计了基于DSP/FPGA的硬件结构,用来实现柔性关节轻型机械臂的实时控制与柔顺控制.

关键词：模块化柔性关节轻型机械臂谐波齿轮 DSP/FPGA

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