检索结果-内蒙古大学图书馆

控制理论与应用 2019年第4期36卷 505-515页

作者：孙敬陶王耀南谭建豪钟杭李瑞涵湖南大学电气与信息工程学院湖南长沙410082 湖南大学机器人视觉感知与控制技术国家工程实验室湖南长沙410082

旋翼飞行机械臂是一种具有强耦合特性的机器人系统,借助视觉进行自主作业还存在诸多问题,如实时深度估计、目标极易丢失以及目标笛卡尔空间模型重建等.本文针对传统的基于图像与基于位置的视觉伺服的缺陷以及系统自身欠驱动等问题,建立... 详细信息

旋翼飞行机械臂是一种具有强耦合特性的机器人系统,借助视觉进行自主作业还存在诸多问题,如实时深度估计、目标极易丢失以及目标笛卡尔空间模型重建等.本文针对传统的基于图像与基于位置的视觉伺服的缺陷以及系统自身欠驱动等问题,建立了运动学模型和提出了基于力平衡原理的动力学联合建模,并通过欧几里得单应性矩阵分解设计出旋翼飞行机械臂系统的混合视觉伺服控制方法,在图像空间控制平移、笛卡尔空间控制旋转,减弱了平移与旋转之间的相互影响实现解耦效果,改善了系统对非结构因素的抗扰性能和全局稳定性.通过仿真和实验检验了系统鲁棒性和算法优越性.

关键词：旋翼飞行机械臂系统动力学联合建模欧几里得重建视觉伺服手眼系统

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圆形图像抗旋转高效高鉴别特征表示方法

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软件学报 2019年第9期30卷 2904-2917页

作者：张东波陈红磊文登伟汤红忠许海霞湘潭大学信息工程学院湖南湘潭411105 机器人视觉感知与控制技术国家工程实验室(湖南大学) 湖南长沙410012

根据圆形图像目标中心对称特性,提出一种基于空间位置描述的抗旋转高效高鉴别二值模式特征提取方法.该方法在特征计算时,通过径向变换重新构建局部坐标系统,并在此基础上实现具有抗旋转变换的空间对称区域的局部二值模式提取;同时,池化... 详细信息

根据圆形图像目标中心对称特性,提出一种基于空间位置描述的抗旋转高效高鉴别二值模式特征提取方法.该方法在特征计算时,通过径向变换重新构建局部坐标系统,并在此基础上实现具有抗旋转变换的空间对称区域的局部二值模式提取;同时,池化操作采用了具有旋转不变性的环状空间划分,从而保证了最终特征描述的抗旋转变换能力.该方法分别在欧元硬币数据集、 QQ表情数据集、车标数据集上进行了测试,识别准确率最高分别达到 100%,100%,97.07%.在具有旋转情况的欧元硬币和 QQ 表情数据集中,优于传统的 LBP 特征和 HOG 特征,而且算法具有高效性,其单点计算时间只需 0.045ms.

关键词：特征提取抗旋转图像识别二值模式

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基于虚拟仿真的机器人专业综合设计实验方案探索

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计算机教育 2021年第11期 33-37页

作者：李哲袁小芳王耀南李智勇安吉尧湖南大学电气与信息工程学院湖南长沙410082 湖南大学机器人学院湖南长沙410082 湖南大学机器人视觉感知与控制技术国家工程实验室湖南长沙410082 湖南大学信息科学与工程学院湖南长沙410082

针对机器人技术发展快、专业知识综合性强、实验设备成本高等特点,提出机器人视觉引导控制虚拟仿真实验平台的设计方法和机器人专业综合设计实验方案,以此虚拟仿真实验平台为例,介绍基于科教融合的虚拟仿真实验平台设计、基于仿真平台... 详细信息

针对机器人技术发展快、专业知识综合性强、实验设备成本高等特点,提出机器人视觉引导控制虚拟仿真实验平台的设计方法和机器人专业综合设计实验方案,以此虚拟仿真实验平台为例,介绍基于科教融合的虚拟仿真实验平台设计、基于仿真平台的机器人综合设计实验课程建设、机器人综合设计实验教学,最后说明教学成效,以期对机器人工程专业的综合设计实验课程以及创新型新工科人才培养模式提供有价值的参考。

关键词：虚拟仿真机器人综合设计实验科教融合虚实结合新工科

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面向室内移动机器人的改进3D-NDT点云配准算法

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仪器仪表学报 2019年第9期40卷 151-161页

作者：余洪山付强孙健吴司良陈昱名湖南大学电气与信息工程学院机器人视觉感知与控制技术国家工程实验室长沙410082 湖南大学深圳研究院深圳518057

点云配准是室内移动机器人位姿估计和环境构建的关键步骤,现有点云配准算法难以工作在低纹理场景中。为提高室内移动机器人环境适应能力,提出了一种改进三维正态分布变换(3D-NDT)点云配准算法。通过改进ORB特征提取算法,确保低纹理下的... 详细信息

点云配准是室内移动机器人位姿估计和环境构建的关键步骤,现有点云配准算法难以工作在低纹理场景中。为提高室内移动机器人环境适应能力,提出了一种改进三维正态分布变换(3D-NDT)点云配准算法。通过改进ORB特征提取算法,确保低纹理下的特征点提取;此外,为提高点云配准精度和效率,提出改进的3D-NDT算法快速获取高精度的点云配准矩阵。采用国际知名的公共数据集TUM作为评测数据,实验结果表明本文算法达到或优于现有主流点云配准算法的性能(均方根误差低于0.02 m),相对传统3D-NDT算法配准时间缩短3倍以上;并且能工作在低纹理场景中。因此,改进的算法能提高室内移动机器人环境适应能力。

关键词：点云配准三维正态分布变换三维重建特征提取体素网格

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基于信息熵的智能配电变压器终端安全态势评估

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南方电网技术 2020年第1期14卷 18-23页

作者：刘东奇曾祥君王耀南长沙理工大学电气与信息工程学院电力工程系长沙410114 机器人视觉感知与控制技术国家工程实验室长沙410082

本文提出了一种面向配电台区部署的智能配变终端的安全态势评估方法,针对台区智能配变终端台区管理、边缘计算等功能,分析该终端面临的主要安全问题,提取影响到终端安全的关键系统指标,基于信息熵的数学模型,构建了终端安全态势评估的... 详细信息

本文提出了一种面向配电台区部署的智能配变终端的安全态势评估方法,针对台区智能配变终端台区管理、边缘计算等功能,分析该终端面临的主要安全问题,提取影响到终端安全的关键系统指标,基于信息熵的数学模型,构建了终端安全态势评估的随机森林数学模型。通过构造仿真算例,对该评估方法进行了计算分析,并基于算例构造的随机森林模型对本文提出的评估方法进行验证。结果表明,所提出的方法对于终端异常的工作指标能够实现准确识别和分类,从而实现安全态势评估,具有一定的实用价值。

关键词：智能配变终端(TTU) 安全评估信息熵

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自主飞行器技术及其在低空经济中的应用综述

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机器人 2025年第3期 470-496页

作者：陈林缪志强王祥科陈谋段海滨王耀南湖南大学电气与信息工程学院机器人视觉感知与控制技术国家工程研究中心国防科技大学智能科学学院南京航空航天大学自动化学院北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院飞行器一体化控制全国重点实验室

低空经济产业依托低空空域资源，利用各类有人/无人驾驶飞行器进行飞行活动，并带动相关产业融合发展，将成为新的经济增长引擎。首先，本文梳理了低空经济相关概念及其发展现状，分析了其典型应用场景与面临的挑战；接着，围绕低空经... 详细信息

低空经济产业依托低空空域资源，利用各类有人/无人驾驶飞行器进行飞行活动，并带动相关产业融合发展，将成为新的经济增长引擎。首先，本文梳理了低空经济相关概念及其发展现状，分析了其典型应用场景与面临的挑战；接着，围绕低空经济中自主飞行器关键技术问题，包括自主飞行器构形、能源管理、感知与定位、高效通信、任务规划、协同控制与安全管理以及空域规划等问题，进行深入剖析。最后，结合实际发展情况，详细分析了自主飞行器技术的发展趋势。

关键词：低空经济自主飞行器感知与定位任务规划协同控制

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基于形态学重建和GMM的球团颗粒图像分割

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仪器仪表学报 2019年第3期40卷 230-238页

作者：刘小燕吴鑫孙炜毛传刚湖南大学电气与信息工程学院长沙410082 湖南省电子制造业智能机器人技术重点实验室长沙410082 机器人视觉感知与控制技术国家工程实验室长沙410082

机器视觉技术的发展为颗粒粒径的自动测量提供了一种有效方法,但是,重叠颗粒的图像分割问题仍有待进一步解决。针对这一问题,提出一种基于形态学重建和高斯混合模型的球团颗粒图像分割算法。首先利用似圆度将单独颗粒和重叠颗粒进行区分... 详细信息

机器视觉技术的发展为颗粒粒径的自动测量提供了一种有效方法,但是,重叠颗粒的图像分割问题仍有待进一步解决。针对这一问题,提出一种基于形态学重建和高斯混合模型的球团颗粒图像分割算法。首先利用似圆度将单独颗粒和重叠颗粒进行区分;根据重叠颗粒图像距离变换特征建立了高斯混合模型;为实现无监督的聚类,采用形态学重建结合聚类有效性指标的方法获得最佳聚类数目,并利用期望极大(EM)算法进行求解;最后采用圆拟合的方法对缺失的球团颗粒轮廓进行重构,实现了对重叠球团颗粒的分割。实验结果表明,该算法能够有效地对重叠颗粒进行分割,分割正确率评价指标AC为93.6%,明显优于现有的对比算法,为基于机器视觉的球团颗粒粒径分布测量奠定了基础。

关键词：机器视觉球团颗粒粒径分布高斯混合模型形态学重建

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基于贝叶斯CNN和注意力网络的钢轨表面缺陷检测系统

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自动化学报 2019年第12期45卷 2312-2327页

作者：金侠挺王耀南张辉刘理钟杭贺振东湖南大学电气与信息工程学院长沙410082 湖南大学机器人视觉感知与控制技术国家工程实验室长沙410082 长沙理工大学电气与信息工程学院长沙410114 郑州轻工业大学电气与信息工程学院郑州450000

面向复杂多样的钢轨场景,本文扩展了最先进的深度学习语义分割框架DeepLab v3+到一个新的轻量级、可伸缩性的贝叶斯版本DeeperLab,实现表面缺陷的概率分割.具体地,Dropout被融入改进的Xception网络,使得从后验分布中生成蒙特卡罗样本;其... 详细信息

面向复杂多样的钢轨场景,本文扩展了最先进的深度学习语义分割框架DeepLab v3+到一个新的轻量级、可伸缩性的贝叶斯版本DeeperLab,实现表面缺陷的概率分割.具体地,Dropout被融入改进的Xception网络,使得从后验分布中生成蒙特卡罗样本;其次,提出多尺度多速率的空洞空间金字塔池化(Atrous spatial pyramid pooling,ASPP)模块,提取任意分辨率下的密集特征图谱;更简单有效的解码器细化目标的边界,计算Softmax概率的均值和方差作为分割预测和不确定性.为解决类别不平衡问题,基于在线前景-背景挖掘思想,提出损失注意力网络(Loss attention network,LAN)定位缺陷以计算惩罚系数,从而补偿和抑制DeeperLab的前景与背景损失,实现辅助监督训练.实验结果表明本文算法具有91.46%分割精度和0.18 s/帧的运行速度,相比其他方法更加快速鲁棒.

关键词：钢轨表面缺陷视觉检测贝叶斯卷积神经网络注意力机制类别不平衡

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桥梁检测机器人作业规划与位姿优化方法研究

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仪器仪表学报 2019年第7期40卷 147-158页

作者：刘理王耀南张辉万智贾林湖南大学电气与信息工程学院机器人视觉感知与控制技术国家工程实验室长沙410082 长沙理工大学电气与信息工程学院长沙410076 湖南桥康智能科技有限公司长沙410116

针对桥梁底部病害人工检测的作业难题,介绍了桥梁检测机器人的工作原理,结合桥梁的结构化特征和视觉检测拍摄参数约束,研究了桥梁检测机器人作业规划与位姿优化方法。首先,提出一种以最佳拍摄模型约束的桥梁检测机器人拍摄作业位姿规划... 详细信息

针对桥梁底部病害人工检测的作业难题,介绍了桥梁检测机器人的工作原理,结合桥梁的结构化特征和视觉检测拍摄参数约束,研究了桥梁检测机器人作业规划与位姿优化方法。首先,提出一种以最佳拍摄模型约束的桥梁检测机器人拍摄作业位姿规划方法。在最佳拍摄规划方法的基础上,针对小箱梁桥梁和T型梁桥梁底部的褶皱结构,研究了以安全拍摄模型为约束的拍摄位姿优化方法,设计了结合拍摄偏角和拍摄距离的权重函数,推导了优化算法公式并给出了收敛证明。通过对不同拍摄参数的配置,进行了针对空心板桥梁的拍摄作业位姿规划方法仿真;针对小箱梁桥梁的结构,在位姿规划仿真结果基础上进行了位姿优化方法的仿真。最后以研制的桥梁检测机器人为对象,进行了现场测试与验证,仿真和实验结果均表明,该规划和优化方法符合桥梁拍摄检测的要求,具有很好的鲁棒性和实时性。

关键词：桥梁检测机器人作业规划位姿优化不等式约束优化

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改进PRM算法的无人机航迹规划

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传感器与微系统 2020年第1期39卷 38-41页

作者：谭建豪肖友伦刘力铭孙敬陶湖南大学电气与信息工程学院湖南长沙410082 湖南大学机器人视觉感知与控制国家工程实验室湖南长沙410082

针对传统随机路标图(PRM)算法对航迹规划的自由空间进行随机采样表现出的随机性,和在狭窄通道中可能出现的航迹无解问题,提出一种改进PRM的航迹规划算法。通过将障碍物的边界点作为确定采样点,并对栅格地图的自由空间建立最优可行区域,... 详细信息

针对传统随机路标图(PRM)算法对航迹规划的自由空间进行随机采样表现出的随机性,和在狭窄通道中可能出现的航迹无解问题,提出一种改进PRM的航迹规划算法。通过将障碍物的边界点作为确定采样点,并对栅格地图的自由空间建立最优可行区域,降低传统PRM算法随机采样点的分散性,使路径搜索具有明确性,以此来提高算法在时间和空间上的利用率。为验证算法的有效性,采用MATLAB仿真平台建立无人机二维和三维空间,进行航迹规划对比实验。实验结果表明:在三维空间中,改进PRM算法较传统PRM算法航迹规划时间降低2.469%至5.721%,航迹长度减少0.89%至1.54%。

关键词：随机路标图(PRM)算法障碍物边界采样最优可行区域航迹规划

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