检索结果-南通市图书馆

作者：王浩楠华南理工大学

学位级别：硕士

随着机器人应用需求的不断提高,灵巧手的抓取对象从单一工件逐步拓展到未知的复杂物体。由于灵巧手抓取系统感知抓取对象和场景的能力有限,灵巧手对未知的复杂物体进行稳定抓取仍然是一项具有挑战性的任务。针对这个问题,本文以属性未... 详细信息

随着机器人应用需求的不断提高,灵巧手的抓取对象从单一工件逐步拓展到未知的复杂物体。由于灵巧手抓取系统感知抓取对象和场景的能力有限,灵巧手对未知的复杂物体进行稳定抓取仍然是一项具有挑战性的任务。针对这个问题,本文以属性未知的物体为抓取对象,围绕灵巧手对抓取对象的识别、感知和操作这三个关键技术进行研究。本文主要包括以下几个方面的内容:(1)灵巧手抓取系统搭建与标定。首先,对能够自适应抓取未知物体的灵巧手抓取系统进行需求分析。其次,基于需求分析设计灵巧手抓取系统的硬件平台。再次,基于ROS(Robot Operating System)搭建灵巧手抓取系统的控制平台,实现传感信息的实时通信和抓取系统的实时控制。最后,对所搭建的灵巧手抓取系统进行标定。(2)基于视觉的抓取对象识别与抓取规划。首先,分析两指灵巧手抓取模型并提出六个参数的抓取描述方法,通过引入抓取对象的估计高度提高了对未知物体的自适应抓取性能。其次,提出基于视觉的抓取识别与抓取规划方法,对未知物体进行自适应抓取规划。最后,通过实验研究证明所提出的方法能够对未知物体进行实时自适应抓取识别与抓取规划。(3)灵巧手抓取对象硬度感知。首先,提出小压缩距离的触觉数据采集和多项式处理方法,避免压缩量过大损伤物体。其次,采用基于单层决策树的Adaboost算法进行抓取对象硬度感知,将抓取对象的硬度分为五个等级。最后,对训练集以外的真实抓取对象进行硬度感知实验。实验结果表明本文所提出的方法能在小压缩距离下自适应感知物体的硬度。通过感知抓取对象的硬度,为灵巧手自适应施加初始夹持力提供依据。(4)灵巧手抓取稳定性分析与综合实验研究。首先,提出基于威尔科克森符号秩检验的灵巧手抓取稳定性分析方法。其次,通过静态性能以及动态性能测试检验所提出方法的性能,结果表明所提方法能检测抓取对象的初始滑移和连续滑移。再次,将所提的抓取稳定性分析算法应用于不同自适应操作场景。最后,进行灵巧手对抓取对象进行识别、感知和操作的自适应抓取实验。实验结果表明本文所提出的灵巧手自适应抓取方法能对未知物体进行非破坏性的稳定抓取。

关键词：灵巧手抓取自适应抓取识别硬度感知稳定性分析

形貌调控及银负载对g-C3N4的光催化性能的影响

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形貌调控及银负载对g-C3N4的光催化性能的影响

作者：刘赛炜东北大学

学位级别：硕士

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柔顺机构的分析及基于可靠性的优化设计

柔顺机构的分析及基于可靠性的优化设计

作者：李海燕汕头大学

学位级别：硕士

传统的刚性铰链机构存在构件数多，加工、装配成本高，不可避免地存在间隙或摩擦等缺陷，而柔顺机构顺应了人与自然和谐的潮流，以其独特的性能特点和在医疗、通讯、微机电系统等领域的广泛应用前景而成为当前国内外机构学领域研究的热... 详细信息

传统的刚性铰链机构存在构件数多，加工、装配成本高，不可避免地存在间隙或摩擦等缺陷，而柔顺机构顺应了人与自然和谐的潮流，以其独特的性能特点和在医疗、通讯、微机电系统等领域的广泛应用前景而成为当前国内外机构学领域研究的热点。对柔顺机构的研究不仅可以拓展学科理论的发展，而且更致力于解决生产、装配等技术领域的实际问题，满足国民经济和社会生活的实际需要。基于此，本论文从以下几个方面对柔顺机构进行了研究。首先对柔顺机构中不同柔性元件的运动轨迹进行了分析，给出了其“伪刚体模型”中主要结构参数的确定方法。从对弯曲柔性梁普遍适用的伯努利—欧拉方程出发，对柔性元件的变形路径或轨迹进行分析，并用Matlab对其变形进行仿真，基于物理模型总有着与原柔顺机构等效的力—变形特性，建立起机构的伪刚体模型，通过优化、拟合等方法确定了模型中的未知参数值。接下来对柔顺机构进行了疲劳可靠性优化设计。基于伪刚体模型，以可靠度最大为目标，给出了一种对柔顺机构进行优化设计的方法。首先建立了随机变量的可靠性模型，给出了将概率约束条件转化为确定形式约束条件的方法;然后考虑柔顺元件的变形特性，计算了其随机疲劳强度、最大应力，分析了典型的约束形式。最后通过算例验证了方法的正确性。最后对大变形柔顺机构的驱动特性进行了初步分析。首先要根据“伪刚体模型”法的思想对柔顺机构中的不同柔性元件进行建模;然后按照从动件的变形或运动要求，用刚性机构理论对物理模型进行分析，同时考虑柔性元件变形的限制，得出主动件驱动力的变化规律。

关键词：柔顺机构伪刚体模型可靠性优化设计驱动特性

基于机器视觉的光伏太阳能晶硅电池片缺陷检测及颜色分选系统研究

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基于机器视觉的光伏太阳能晶硅电池片缺陷检测及颜色分选系统研究

作者：金根炎华南理工大学

学位级别：硕士

为了解决在丝网印刷流水线末端光伏太阳能晶硅电池的自动缺陷检测和颜色分类的问题,通过对太阳能电池的检测方法进行分析,提出了基于机器视觉的电池片缺陷检测及颜色分选的解决方案,开发了光伏太阳能晶硅电池片检测系统。首先介绍了太... 详细信息

为了解决在丝网印刷流水线末端光伏太阳能晶硅电池的自动缺陷检测和颜色分类的问题,通过对太阳能电池的检测方法进行分析,提出了基于机器视觉的电池片缺陷检测及颜色分选的解决方案,开发了光伏太阳能晶硅电池片检测系统。首先介绍了太阳能电池的制备工艺,分析了太阳能电池的常见缺陷种类和色系等级及其形成原因,并提出了相应的检测标准和要求。同时进行光伏太阳能晶硅电池片检测系统整体方案设计,分别对系统硬件和系统软件进行分析设计,然后根据检测系统要求完成了工业相机,镜头,灰度卡等核心元件的选型以及检测功能模块化,离线在线相结合的软件系统设计。研究了太阳能晶硅电池片缺陷检测算法,介绍了电池片图像的色彩校正,区域提取,硅片定位,工艺点屏蔽等预处理过程。提出了基于亚像素的电池片的尺寸测量方法。针对破损缺陷,分别使用形态学和参考模板的检测方法进行实验,通过比较分析选择合适的检测算法。针对栅线印刷缺陷,根据栅线分布特征将检测步骤细分为栅线提取,细栅检测,主栅检测。针对脏污缺陷,提取出基于改进的局部阈值分割方法。研究了太阳能晶硅电池片颜色分选算法,介绍了常用的颜色空间及其转化方法,并使用HSI通道进行颜色直方图特征提取。分析了传统的颜色分选算法后,提出了一种基于神经网络的颜色分选算法,并通过实验对比分析两种方法的运行效率和精确度,验证了本算法的优越性。最后,针对本课题的太阳能晶硅电池片缺陷检测及颜色分选系统,在线检测与人工目检相结合,分别从系统的精确度,高效性以及稳定性进行综合性能的实验分析。实验数据表明,系统的综合性能可以满足实际生产需求。

关键词：机器视觉检测系统缺陷检测颜色分选神经网络

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无铅锡膏印刷设备软件测试模块研究

无铅锡膏印刷设备软件测试模块研究

作者：钟泰伟华南理工大学

学位级别：硕士

随着计算机应用的发展，计算机软件的应用越来越广泛，尤其在机器控制等工控方面作为一新的应用方向，得到了巨大的发展。软件系统作为机器设备的中枢控制系统，它的质量好坏对机器设备的运行起着重大的作用，软件测试是保障软件质量的... 详细信息

随着计算机应用的发展，计算机软件的应用越来越广泛，尤其在机器控制等工控方面作为一新的应用方向，得到了巨大的发展。软件系统作为机器设备的中枢控制系统，它的质量好坏对机器设备的运行起着重大的作用，软件测试是保障软件质量的重要手段。然而，软件系统规模巨大，内容复杂，难以对其进行全面测试。大量前人实验证明，组合测试能够在保障错误发现率的前提下，使用较少的测试用例检测软件系统中各个因素以及它们之间的相互作用对系统产生的影响。组合测试用例生成是组合测试的研究热点之一。目前针对组合测试用例生成的思想主要有两种：基于贪心算法和基于遗传算法的组合测试用例生成思想。以无铅锡膏印刷设备的软件系统作为测试的基础，这是一种针对设备型的软件测试，是一种典型的针对参数组合的测试，其测试用例的生成是软件测试的重点。根据当前主要的测试思想算法，提出了相对的改进算法：基于参数权值设置的成对组合测试用例集生成算法和自适应型遗传算法的组合测试用例集生成算法，在一定程度上改进了测试用例生成方法的特性。最后，根据提出的改进算法，在Visual ***2005集成开发环境进行软件编程，实现了测试用例的自动生成，通过和以往算法的比较可以看出改进的算法提高了测试效率和改善了测试效果，并通过将改进算法生成的测试用例应用于实际测试，结果表明其对测试起到了促进作用。

关键词：印刷设备软件测试组合测试测试用例

晶硅太阳能电池载流子诱导衰减与再生恢复实验研究

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晶硅太阳能电池载流子诱导衰减与再生恢复实验研究

作者：蔡林林华南理工大学

学位级别：硕士

随着以晶硅太阳能电池为主的光伏行业的快速发展,对于太阳能电池及其组件的品质要求也越来越高,同时晶硅太阳能电池存在的光致衰减效应也越来越被重视。本课题针对晶硅太阳能电池存在的光致衰减效应,对晶硅太阳能电池进行载流子诱导衰... 详细信息

随着以晶硅太阳能电池为主的光伏行业的快速发展,对于太阳能电池及其组件的品质要求也越来越高,同时晶硅太阳能电池存在的光致衰减效应也越来越被重视。本课题针对晶硅太阳能电池存在的光致衰减效应,对晶硅太阳能电池进行载流子诱导衰减与再生恢复进行了实验研究,并提出了一种利用晶硅太阳能电池电致发光图像灰度值变化的缺陷分析方法。(1)为克服光注入抗光衰存在的能耗问题,本文利用晶硅太阳能电池电致发光原理,设计了一套集电注入抗光衰与电致发光测试一体的实验装置,能够通过电致发光图像灰度值变化分析缺陷。根据电致发光原理选用合适的近红外相机和镜头,以及选用合适的滤波、图像处理算法,并搭建相应的实验装置。(2)对晶硅电池进行电注入和光注入诱导衰减实验。通过电池电学性能的分析,可以明确两种方法都能使单晶硅电池发生3%-5%的衰减。通过分析电池电致发光图像灰度衰减变化,可以得出电池缺陷是不均匀的,衰减和再生是同步进行的,不同区域位置的衰减差异较大等结论;采用指数模型来拟合衰减速率与载流子注入条件的关系,拟合效果很好。(3)对晶硅电池进行电注入和光注入再生恢复实验。通过电池电学性能的分析,可以确定电池电学性能最终都能够恢复到初值的99%以上。通过对电池电致发光图像暗域、明域和全域灰度值的分析,发现电池整体恢复效果很好,甚至某些区域位置的性能超过了初值;采用指数模型来拟合再生速率与载流子注入条件的关系,拟合效果很好。实验结果也表明利用电致发光图像灰度值变化来反映电池性能的变化是可行的,并且效果很好。

关键词：晶硅太阳能电池载流子诱导衰减再生恢复电致发光平均灰度值

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视线跟踪系统研究与设计

视线跟踪系统研究与设计

作者：高飞上海交通大学

学位级别：硕士

视线跟踪系统是图像实时处理的重要应用课题。本系统实现了被跟踪目标的定位,即通过眼睛盯视计算机屏幕上的运动目标,通过眼睛虹膜的运动来获得被跟踪目标的具体坐标位置。本文分别对视线跟踪系统的原理和构成进行了阐述,运用数字图像... 详细信息

视线跟踪系统是图像实时处理的重要应用课题。本系统实现了被跟踪目标的定位,即通过眼睛盯视计算机屏幕上的运动目标,通过眼睛虹膜的运动来获得被跟踪目标的具体坐标位置。本文分别对视线跟踪系统的原理和构成进行了阐述,运用数字图像处理技术,以眼睛虹膜中心与眼角点的偏移为依据,通过图像处理等方法从而获得被跟踪目标的具体坐标位置,本系统首先在PC机上进行了仿真实现,并提出了基于DSP和FPGA嵌入式系统的视线跟踪系统方案设计。其中,对眼睛虹膜中心定位和眼角点定位以及硬件部分的方案设计是本论文主要研究的内容。本文研究开发的视线跟踪系统,在定位被跟踪目标的过程中,结合现有的实验设备,改变以往研究中视线跟踪的方法,我们首先对红外灯照射下的眼睛图像进行采集和预处理,找到眼睛虹膜中心的精确位置。然后,本系统改变以往以mark点为参考点,而采用眼角点为参考点,通过图像处理方法找到眼角点的精确位置。在定位眼角点精确位置的时候,采用了两次定位的方法,第一次根据虹膜中心位置粗略估计眼角点位置,第二次根据前一次的位置,确定更小的搜索区域再进行定位,从而得到更精确的眼角点位置。本系统实验证明,此种方法能够有效提高系统的稳定性、自适应性。

关键词：视线跟踪嵌入式数字图像处理跟踪目标定位

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基于机器视觉的机器人路径规划研究

基于机器视觉的机器人路径规划研究

作者：王亚超华南理工大学

学位级别：硕士

随着产品的快速升级换代,制造业的生产模式逐渐从批量化、规模化制造转变为定制化、个性化,这就要求在制造中使用高度灵活的机器人自动化生产线。目前工业机器人在处理新的生产任务时,主要通过示教的方式进行机器人路径规划。但是采用... 详细信息

随着产品的快速升级换代,制造业的生产模式逐渐从批量化、规模化制造转变为定制化、个性化,这就要求在制造中使用高度灵活的机器人自动化生产线。目前工业机器人在处理新的生产任务时,主要通过示教的方式进行机器人路径规划。但是采用这种方式获得机器人的路径,操作人员需要进行专门的培训,路径规划系统不够灵活,难以适应生产任务的频繁变化。针对上述情况,本文研究了一种基于机器视觉的机器人路径规划方法,通过基于机器视觉和人机交互的方法获得机器人的初始路径,建立机器人路径优化模型,并通过粒子群优化算法对优化模型进行求解。主要研究内容如下:首先,研究了机器人路径规划视觉系统标定和障碍物位置信息获取方法。完成了视觉系统相机内参标定以及相机与机器人之间的手眼标定。通过基于模板匹配的算法和基于SURF的算法对障碍物进行定位,获取了障碍物在机器人基坐标系下的位置信息,为机器人路径规划提供障碍物位置信息。其次,基于机器视觉和人机交互研究了机器人初始路径获取方法。通过相机和Mark点实现对人手运动路径的追踪。在此基础上,为克服在人手演示时因手指关节角度变化带来的误差,提出了一种基于人手夹持器的机器人初始路径获取方法,实验结果表明基于人手夹持器方式获得的机器人初始路径更平滑。然后,对基于机器视觉和人机交互方式获得的机器人初始路径进行了优化研究。建立了相应的机器人路径优化模型,并通过粒子群优化算法(PSO,Particle Swarm Optimization)对优化模型进行求解。最后,进行了机器人路径规划实验研究。首先搭建了包含机器人和机器视觉的机器人系统。然后在三种不同的实验场景下进行机器人初始路径获取和优化,并将优化后的机器人路径在机器人仿真器和机器人实机上进行实验验证。实验结果表明,基于PSO优化后的机器人路径能够有效避开障碍物,并且比基于人手演示获得的机器人初始路径更短,从而提高了工业生产的效率。

关键词：机器视觉粒子群优化算法人手演示路径规划

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成人摔倒预测及防摔装置

成人摔倒预测及防摔装置

作者：彭婧华南理工大学

学位级别：硕士

随着人口老龄化问题凸显,保障老年人的安全健康成为一项重要的社会议题。摔伤是造成我国老年人意外伤亡的首要原因,采取何种策略以有效预防老年人摔倒仍然是一项需要继续探索和研究的课题。针对这个问题,本文从摔倒预测及摔倒防护两个... 详细信息

随着人口老龄化问题凸显,保障老年人的安全健康成为一项重要的社会议题。摔伤是造成我国老年人意外伤亡的首要原因,采取何种策略以有效预防老年人摔倒仍然是一项需要继续探索和研究的课题。针对这个问题,本文从摔倒预测及摔倒防护两个关键点展开研究,主要包括以下几个方面的内容:(1)建立了基于惯性测量单元(Inertial Measurement Unit,IMU)的摔倒预测模型。首先,利用IMU采集12位实验对象在摔倒和正常活动时的运动数据。选用隐马尔可夫模型(Hidden Markov Model,HMM)和长短期记忆模型(Long-Short Term Memory,LSTM),结合IMU特征数据建立了多个摔倒预测模型。最后,评估了上述模型在摔倒检测与预测中的性能,结果表明:基于HMM的模型在检测摔倒时的准确率较高,在预测摔倒时准确率较低,不适合摔倒预测。基于LSTM的模型在预测摔倒时达到96.43%的准确率,91.67%的灵敏度和98.33%的特异性,平均提前220.45ms预测到摔倒,适合摔倒预测。(2)建立了基于IMU和鞋垫式压力传感器数据融合的摔倒预测模型。利用IMU与鞋垫式压力传感器搭建了人体运动数据采集系统并采集了12位实验对象的活动数据。对人体活动过程中的姿态变化以及步态规律进行了分析与总结。结合鞋底压力以及IMU数据,提取了用于摔倒预测的多种特征。利用所提出的特征建立了基于LSTM的摔倒预测模型。该模型的准确率为98.81%,灵敏度为95.83%,特异性为100%,平均能提前230.22ms预测到摔倒,证明了基于压力数据与IMU数据融合的摔倒预测算法的有效性。(3)设计了具有折展功能的防摔拐杖。该拐杖在预测到摔倒后能迅速展开,形成较大的支撑区域,防止摔倒。首先介绍了防摔拐杖的工作原理与基本结构。之后,建立了防摔拐杖的运动学、静力学和动力学模型。利用上述模型分析了不同参数对防摔拐杖展开时长的影响。然后,通过仿真及实验对所设计防摔拐杖的有效性进行了验证。实验结果表明:防摔拐杖展开后的支撑面积达1.25m,展开过程的耗时约为210ms。由于展开耗时小于摔倒预测的有效时间230.22ms,该防摔拐杖能在预测摔倒后及时扩大支撑区域,防止摔倒发生。最后,对基于IMU和压力数据的LSTM摔倒预测模型及防摔拐杖组成的防摔系统的功能进行了实验验证,结果表明:在实际应用中,LSTM摔倒预测模型能够有效预测摔倒,且可折展式防摔拐杖能够及时展开,达到避免摔倒的目的。

关键词： IMU 压力传感器摔倒预测防摔拐杖

视觉显著性模型的研究与目标搜索中的眼动分析

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视觉显著性模型的研究与目标搜索中的眼动分析

作者：元凌峰上海交通大学

学位级别：硕士

当我们面对复杂场景时,视觉机制总能帮助我们迅速锁定到目标位置。随着生物学、心理学以及计算机科学的高速发展,越来越多的研究者开始转向视觉计算模型的研究。本文将从模型和眼动实验两个角度来研究和分析视觉显著性机制。本文首先构... 详细信息

当我们面对复杂场景时,视觉机制总能帮助我们迅速锁定到目标位置。随着生物学、心理学以及计算机科学的高速发展,越来越多的研究者开始转向视觉计算模型的研究。本文将从模型和眼动实验两个角度来研究和分析视觉显著性机制。本文首先构建了一个模拟视觉行为的自底向上显著性模型。该模型通过稀疏编码获取基于当前图像高阶特征的编码基元,然后提出基于该编码机制的稀疏中心-周围模型,并以此定义局部描述的显著性,最后加入低阶特征形成最终显著图。实验结果表明,这种基于全局编码的局部显著模型优于相比较的几种典型方法,具有较好的预测效果。在视觉搜索中,先验知识往往会对视觉点产生较大的影响。为了模拟大脑对目标和图像的语义理解,本文构建一个基于图像隐含语义的自顶向下视觉模型。我们采用二维隐马尔可夫模型进行语义推断,并改进Viterbi算法使其适应本文拓扑结构。实验结果表明该模型能够找出显著目标的位置区域和形状,对遮挡等问题具有较好的鲁棒性。为了验证模型的有效性,我们从实验角度分析了本文模型在目标搜索中的应用。首先我们利用本文底层模型构建了一个感兴趣目标检测框架,并在标准数据库中取得了较好的结果。然后我们结合EyelinkⅡ眼动仪分析模型在搜索过程中与被试者视觉点的关系。第一个目标搜索实验表明我们的底层模型与人眼搜索过程相似,对图像的难易理解程度相同,而且在搜索视觉点个数上优于人眼搜索。通过该实验我们发现了在眼动数据中隐藏着许多目标和图像间的信息,所以第二个实验中,我们利用语义模型挖掘眼动数据背后的信息,得到的模型能较好地预测出被试者的观测目标,表明眼动数据的信息是有效的。本文通过模型研究和眼动分析,表明了基于图像上下文来理解图像的局部关系的研究方法是有效的,而且也表明眼动数据对于指导视觉显著性模型研究具有重要的意义。

关键词：视觉显著性稀疏编码图像语义信息眼动实验视觉点数据