检索结果-内蒙古大学图书馆

仪器仪表学报 2018年第7期39卷 56-65页

作者：孙敬陶钟杭王耀南李希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国家工程实验室长沙410082

无人机臂系统是一种具有强耦合特性的智能移动机器人,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,同时机载机械臂的运动会造成飞行平台的重心变化和动态不稳定。针对基于图像的只... 详细信息

无人机臂系统是一种具有强耦合特性的智能移动机器人,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,同时机载机械臂的运动会造成飞行平台的重心变化和动态不稳定。针对基于图像的只在目标附近线性收敛与基于位置的目标易偏离视野范围等不足以及系统自身欠驱动等问题,建立了运动学模型并通过欧氏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,最后通过分层任务组合控制算法完善了其耦合机制。最终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：旋翼飞行机械臂动力学模型欧氏重建视觉伺服分层任务

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3RPS/UPS并联机器人神经网络观测器反演控制

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计算机工程与应用 2019年第4期55卷 255-262页

作者：梁宇斌梁桥康吴贵元伍万能孙炜王耀南湖南大学电气与信息工程学院长沙418000 电子制造业智能机器人技术湖南省重点实验室长沙418000 机器人视觉感知与控制技术国家工程实验室长沙410082

为了增强4D互动立体游戏仿真模拟平台的刚度和运动性能,将带冗余结构的3RPS/UPS并联机器人应用其中。首先对其结构进行介绍及逆运动学分析,然后针对传统PID控制在控制精度方面的不足,提出了一种基于神经网络观测器的反演控制方法。最后... 详细信息

为了增强4D互动立体游戏仿真模拟平台的刚度和运动性能,将带冗余结构的3RPS/UPS并联机器人应用其中。首先对其结构进行介绍及逆运动学分析,然后针对传统PID控制在控制精度方面的不足,提出了一种基于神经网络观测器的反演控制方法。最后利用MATLAB对其进行建模以及系统仿真实验,并与传统PID控制以及一般的RBF神经网络自适应控制进行对比。由仿真结果可以看出,根据RBF神经网络观测器估计系统状态值,并应用反演控制理论设计控制器,能实现很好的状态观测,从而实现无需速度信号的位置跟踪。该方法也能够在一定程度上提高精度,且其整体控制效果优于传统PID控制器,相比于一般的RBF神经网络自适应控制也有了一定的改进。

关键词：冗余支链 3RPS 神经网络观测器反演控制

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一种改进超像素融合的图像分割方法

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湖南大学学报（自然科学版） 2018年第10期45卷 121-129页

作者：余洪山张文豪杨振耕李松松万琴林安平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湖南长沙410082 湖南大学深圳研究院广东深圳518057

基于超像素的传统图像分割方法在边缘分割的一致性、计算效率和融合算法的自适应性等方面仍存在诸多问题.文章结合国内外相关研究进展,提出了一种新型超像素融合的图像分割方法.方法采用ERS超像素过分割算法,以强度、梯度直方图作为超... 详细信息

基于超像素的传统图像分割方法在边缘分割的一致性、计算效率和融合算法的自适应性等方面仍存在诸多问题.文章结合国内外相关研究进展,提出了一种新型超像素融合的图像分割方法.方法采用ERS超像素过分割算法,以强度、梯度直方图作为超像素特征,并采取EMD方法计算特征距离,通过混合Weibull模型获取融合自适应阈值,进而完成分割.算法时间复杂度降至为O(N),分割过程中不需要手动选取待分割区域,有效提高了算法的自适应性.实验结果表明本方法在分割边界准确度和处理效率方面优于现有方法.

关键词：超像素区域融合陆地移动距离混合Weibull模型图像分割

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旋翼飞行机器人多机视觉跟踪定位系统及方法

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仪器仪表学报 2018年第2期39卷 1-10页

作者：王耀南罗琼华陈彦杰谭建豪刘芯湖南大学电气与信息工程学院长沙410082 机器人视觉感知与控制技术国家工程实验室长沙410082 福州大学机械工程及自动化学院福州350108

针对旋翼飞行机器人在多机跟踪定位时受遮挡、光照变化等因素的影响,易出现跟踪目标丢失的问题,提出一种改进的分段多目标跟踪定位方法,首先,为克服单一颜色特征不能准确描述目标的不足,设计了按一定的权值系数融合目标的颜色特征和边... 详细信息

针对旋翼飞行机器人在多机跟踪定位时受遮挡、光照变化等因素的影响,易出现跟踪目标丢失的问题,提出一种改进的分段多目标跟踪定位方法,首先,为克服单一颜色特征不能准确描述目标的不足,设计了按一定的权值系数融合目标的颜色特征和边缘特征来建立似然函数作为目标模板;考虑到粒子滤波算法能解决目标发生遮挡的跟踪问题,然后,利用目标模板与候选目标模板的相似度来实现连续自适应Mean-Shift算法和粒子滤波算法的切换,保障了算法的鲁棒性及实时性。可应用于旋翼飞行机器人完成自主的直线飞行与绕圆飞行任务。

关键词：旋翼飞行机器人连续自适应Mean-Shift 粒子滤波多特征融合视觉定位

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多移动机器人运动目标环绕与避障控制

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仪器仪表学报 2018年第2期39卷 11-20页

作者：易国毛建旭王耀南郭斯羽缪志强湖南大学电气与信息工程学院长沙410082 机器人视觉感知与控制技术国家工程实验室长沙410082 香港中文大学机械与自动化工程学系香港999077

针对多个移动机器人对运动目标的环绕和避障问题进行研究。首先,在基于零空间行为控制架构下设计了控制策略;将机器人的任务分为对运动目标环绕和避免与环境中的障碍物发生碰撞两个基本任务;环绕控制策略采用两个梯度场相互正交的能量... 详细信息

针对多个移动机器人对运动目标的环绕和避障问题进行研究。首先,在基于零空间行为控制架构下设计了控制策略;将机器人的任务分为对运动目标环绕和避免与环境中的障碍物发生碰撞两个基本任务;环绕控制策略采用两个梯度场相互正交的能量函数进行设计,每个能量函数定义一个控制目标,使多个机器人能够以期望的与目标之间的相对距离和机器人之间的距离对目标进行环绕,使用Lyapunov工具对算法进行了渐近稳定性和收敛性分析;最后,仿真和实验结果验证了所提出的控制策略的有效性。

关键词：目标跟踪协同控制移动机器人多智能体系统

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管道检测机器人的越障系统设计与应用研究

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自动化技术与应用 2019年第3期38卷 102-108页

作者：岳凌怡张莹王东唐文东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长沙410082

针对小口径管道的内部检测,研究了一种自主越障的虾形六轮机器人。首先基于Webots软件设计了机器人的结构,采用五个独立驱动轮和一个独立从动轮,提高了机器人越障的稳定性和通过性,对连杆机构的尺寸与越障能力进行了详细分析,在坑洼路... 详细信息

针对小口径管道的内部检测,研究了一种自主越障的虾形六轮机器人。首先基于Webots软件设计了机器人的结构,采用五个独立驱动轮和一个独立从动轮,提高了机器人越障的稳定性和通过性,对连杆机构的尺寸与越障能力进行了详细分析,在坑洼路面和阶梯路面进行了越障仿真;然后利用乐高EV3机器人套件搭建了虾形六轮机器人实物,比较了PID控制算法和模糊控制算法在控制越障过程中的不同;最终采用PID算法对机器人越障进行了验证。实验结果表明虾形六轮机器人结构设计合理,控制算法可行,具有越障能力强、稳定性高的优点。

关键词：小口径管道检测机器人虾形六轮 Webots PID控制

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基于语义分割的槟榔内核轮廓检测

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计算技术与自动化 2019年第4期38卷 105-112页

作者：朱泽敏张东波张莹汪忠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长沙410012

针对槟榔去核工序中槟榔内核轮廓检测问题,提出一种基于语义分割的槟榔内核轮廓检测方法。分割模型以VGG16为基础网络,将全连接层替换为卷积层,增加了跳跃结构,将浅层特征经过采样后在同一尺度下与深层特征进行融合,并将常规卷积替换成... 详细信息

针对槟榔去核工序中槟榔内核轮廓检测问题,提出一种基于语义分割的槟榔内核轮廓检测方法。分割模型以VGG16为基础网络,将全连接层替换为卷积层,增加了跳跃结构,将浅层特征经过采样后在同一尺度下与深层特征进行融合,并将常规卷积替换成扩张卷积,减少了学习参数,提升了分割模型的实时性,得到最终的FCN-Dilated-VGG-8s分割模型。该模型对槟榔图像分割的准确率达到98.79%,单张图像分割只需0.071 s,模型大小只有FCN-VGG-8s模型的37.5%。算法表现出良好的鲁棒性,实现了槟榔图像准确、快速分割。通过对分割完后的图像的边界提取,即可得到完整平滑的槟榔内核轮廓线。

关键词：语义分割边缘检测深度学习全卷积网络扩张卷积

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基于目标轮廓与骨架特征的棋子识别算法

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电子测量与仪器学报 2018年第9期32卷 142-149页

作者：郭晓峰王耀南周显恩钱珊珊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

针对中国象棋机器人系统中棋子识别问题,提出了一种基于目标轮廓与骨架特征的棋子识别算法。首先,采用Hough圆检测进行棋子粗定位及预处理。随后,对单幅棋子图像进行形态学处理,提取最大面积轮廓,并利用其最小外接圆进行定位修正。最后... 详细信息

针对中国象棋机器人系统中棋子识别问题,提出了一种基于目标轮廓与骨架特征的棋子识别算法。首先,采用Hough圆检测进行棋子粗定位及预处理。随后,对单幅棋子图像进行形态学处理,提取最大面积轮廓,并利用其最小外接圆进行定位修正。最后,对定位修正后的棋子图像提取其外轮廓与内骨架,计算其Hu矩作为特征向量,并利用支持向量机(SVM)进行识别。以直径为25 mm的棋子为测试对象,利用象棋机器人采集图像进行测试,结果表明,棋子平均识别率在99%以上,平均识别时间为20 ms,完全满足现有象棋机器人需求。

关键词：机器视觉最小外接圆定位轮廓与骨架 Hu矩支持向量机

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中国象棋机器人棋子定位与识别方法

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智能系统学报 2018年第4期13卷 517-523页

作者：郭晓峰王耀南周显恩尹阿婷赵辉平刘磊湖南大学电气与信息工程学院湖南长沙410082 机器人视觉感知与控制技术国家工程实验室湖南长沙410082

针对中国象棋机器人系统中棋子定位与识别问题,提出了一种基于最小外接圆二次定位的定位方法和一种旋转差分识别算法。首先,采用Hough圆检测进行粗定位获取棋子区域,并对棋子进行均值二值化处理。随后,对二值化图像进行形态学处理,提取... 详细信息

针对中国象棋机器人系统中棋子定位与识别问题,提出了一种基于最小外接圆二次定位的定位方法和一种旋转差分识别算法。首先,采用Hough圆检测进行粗定位获取棋子区域,并对棋子进行均值二值化处理。随后,对二值化图像进行形态学处理,提取最大面积轮廓,并利用其最小外接圆实现棋子二次精准定位。最后,对二次定位修正后的图像进行旋转差分识别。以直径为15 mm的棋子为测试对象,利用我们研制的象棋机器人采集图像进行测试,结果表明,棋子的定位精度为0.5 mm,平均定位时间为2.6 ms;在保证棋子识别正确率在98%以上的情况下,单个棋子平均全流程运算时间为10 ms,完全满足现有象棋机器人需求。

关键词：机器视觉圆检测字符识别最小外接圆定位旋转差分识别

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基于机器视觉的口杯酒瓶盖旋转角度测量方法

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测控技术 2019年第10期38卷 24-29页

作者：刘浩南张辉吴成中王耀南长沙理工大学电气与信息工程学院湖南长沙410114 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410004

针对口杯酒瓶盖对激光打码角度的特殊要求,研究一种口杯酒瓶盖旋转角度测量方法,该方法提出使用几何法与模板匹配法两种方法测量口杯酒拉环及中心文字与水平线的角度。其中,几何法通过连通域搜索和计算重心,定位圆环感兴趣区域,基于圆... 详细信息

针对口杯酒瓶盖对激光打码角度的特殊要求,研究一种口杯酒瓶盖旋转角度测量方法,该方法提出使用几何法与模板匹配法两种方法测量口杯酒拉环及中心文字与水平线的角度。其中,几何法通过连通域搜索和计算重心,定位圆环感兴趣区域,基于圆环被拉环切割部分的特征,得到凹凸方向的特征加强区域,有效计算出口杯酒瓶盖拉环与水平线之间的角度。模板匹配法通过分析在理想情况下口杯酒的文字字样,得到文字字样轮廓,平滑轮廓,并以此作为匹配时的形状模型。匹配过程中,对新图像查找形状模型,得出口杯酒中心文字与水平线的角度。该测量方法高速、准确、稳定,满足高速生产线的实时在线检测需求,解决了现有的口杯酒瓶盖激光打码的问题。

关键词：工业检测机器视觉图像处理二值化角度检测模板匹配

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