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纯质量虚拟环境下力觉交互稳定性研究

航空学报 2004年第3期25卷 304-307页

作者：罗杨宇王党校张玉茹北京航空航天大学机器人研究所北京100083

讨论了纯质量虚拟环境下,单自由度力觉交互系统在导纳再现方式下虚拟质量的稳定范围及其影响因素。假设虚拟环境为被动,操作者在系统中的作用分为被动部分和主动部分,通过电网络与力觉交互机电系统的等效和双端口网络绝对稳定理论的应用... 详细信息

讨论了纯质量虚拟环境下,单自由度力觉交互系统在导纳再现方式下虚拟质量的稳定范围及其影响因素。假设虚拟环境为被动,操作者在系统中的作用分为被动部分和主动部分,通过电网络与力觉交互机电系统的等效和双端口网络绝对稳定理论的应用,就纯质量虚拟环境下系统的稳定性进行了分析,评价了系统参数对系统稳定范围的影响。该方法和结论可以用于对力觉交互系统导纳再现方式下的性能评估和设计指导。

关键词：自动控制技术力反馈导纳再现稳定性透明性双端口

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单自由度力觉交互系统建模与分析

北京航空航天大学学报 2004年第6期30卷 539-542页

作者：罗杨宇王党校张玉茹北京航空航天大学机械工程及自动化学院北京100083

为提高力觉交互系统性能 ,需要通过建模和分析来了解各参数对系统性能的影响 .对单自由度力觉交互系统 ,假设虚拟环境为被动 ,将操作者对系统影响分为主动输入和被动阻抗 ,建立了包括操作者在内的力觉交互系统模型 ;通过双端口网络理论... 详细信息

为提高力觉交互系统性能 ,需要通过建模和分析来了解各参数对系统性能的影响 .对单自由度力觉交互系统 ,假设虚拟环境为被动 ,将操作者对系统影响分为主动输入和被动阻抗 ,建立了包括操作者在内的力觉交互系统模型 ;通过双端口网络理论的应用 ,就系统对刚度阻尼组合虚拟环境的稳定性进行了分析 ,给出了系统稳定条件的一般判定准则 ,并由此分析了传动刚度对系统稳定性的影响 .该方法可以用于对力觉交互系统的性能评估和设计指导 .

关键词：自动控制稳定性力觉交互端口理论虚拟环境传动刚度

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基于光束平差法的双目视觉里程计研究

控制与决策 2016年第11期31卷 1936-1944页

作者：罗杨宇刘宏林中国科学院自动化研究所北京100190 上海奥的斯电梯有限公司上海201206

机器人自定位是实现机器人自动导航及其他智能行为的前提,一种基于光束平差法的移动机器人双目视觉里程计可以有效地实现机器人自定位.为此,首先采用点模式匹配方法建立相邻图像之间的特征匹配关系,根据立体视觉算法得到匹配点对的三维... 详细信息

机器人自定位是实现机器人自动导航及其他智能行为的前提,一种基于光束平差法的移动机器人双目视觉里程计可以有效地实现机器人自定位.为此,首先采用点模式匹配方法建立相邻图像之间的特征匹配关系,根据立体视觉算法得到匹配点对的三维对应关系;然后,计算摄像机的相对运动参数,并采用光束平差分段优化算法对其进行优化.所提出的双目视觉里程计能够避免车轮半径变化、空转、打滑等对里程计测量精度的影响,相对定位精度较高.

关键词：移动机器人双目视觉里程计图像匹配

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机器人机构的反向可驱动性设计

机械工程学报 2007年第6期43卷 72-75页

作者：罗杨宇陈恳张玉茹清华大学精密仪器与机械学系北京100084 北京航空航天大学机械工程学院北京100083

为提高机器人与人合作或交互的质量,减少机构自身的重力、惯性等带给使用者的不舒适体验,研究机构的参数设计方法,以一种2自由度虚拟样机为例,综合考虑运动学与动力学各向同性,以操作空间使用者需要克服的最大惯性来衡量机构的反向可驱... 详细信息

为提高机器人与人合作或交互的质量,减少机构自身的重力、惯性等带给使用者的不舒适体验,研究机构的参数设计方法,以一种2自由度虚拟样机为例,综合考虑运动学与动力学各向同性,以操作空间使用者需要克服的最大惯性来衡量机构的反向可驱动性,分析机构参数对系统性能的影响。以运动学各向同性为指标,给出运动学参数设计标准。建立机构的动力学模型,考虑机构的重力平衡、反向可驱动性和动力学各向同性,给出各指标的影响因素。最后对一组特定参数进行校核和分析,并给出具体指标数据。该机构在工作空间中部具有好的各向同性,有部分重力未得到平衡,等效质量在工作空间中部很小,外侧稍大。根据改进设计建议,合理调节机构质量分布和关节杆长可有效提高系统性能。研究结果可以推广到各种以反向可驱动性为重要指标的机器人机构参数设计与校核。

关键词：机器人反向可驱动性各向同性重力平衡

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转向盘式六足机器人设计及全方位运动控制

哈尔滨工业大学学报 2012年第12期44卷 129-134页

作者：王国富高峰罗杨宇徐国艳北京航空航天大学交通科学与工程学院北京100191 中国科学院自动化研究所高技术创新中心北京100190

基于转向盘的全方位步行机器人综合了腿式机器人与车辆方向盘的结构特征,为了对其运动性能及运动控制进行系统研究,介绍了该机器人的设计思想、机构特色及运动原理.建立了该机器人的等效操作臂模型,给出操作臂的雅克比矩阵,推导出操作... 详细信息

基于转向盘的全方位步行机器人综合了腿式机器人与车辆方向盘的结构特征,为了对其运动性能及运动控制进行系统研究,介绍了该机器人的设计思想、机构特色及运动原理.建立了该机器人的等效操作臂模型,给出操作臂的雅克比矩阵,推导出操作臂在关节空间和笛卡尔空间下的动力学方程,以此给出了转向系统的非线性闭环控制模型.基于Adams与Matlab/Simulink对机器人全方位运动进行了PID联合控制仿真,并对样机模型进行了实验研究.结果表明:转向盘式步行机器人在全方位运动控制方面灵活性好,方向精度高,控制简单可靠.

关键词：多足机器人全方位运动控制方向转盘月球车智能车辆

约束独立分量分析及其在脑电信号伪差分离中的应用

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生物医学工程学杂志 2008年第3期25卷 497-501页

作者：高岸声罗杨宇陈恳清华大学精密仪器与机械学系北京100084

独立分量分析(ICA)算法是一种运用统计方法,从一系列标准信号中提取独立成分的技术。由于脑电信号是由若干相对独立的成分组成,所以运用ICA算法来处理脑电信号受到广泛关注。本文介绍了一种新型的约束独立分量分析(cICA)算法,它能解决Fa... 详细信息

独立分量分析(ICA)算法是一种运用统计方法,从一系列标准信号中提取独立成分的技术。由于脑电信号是由若干相对独立的成分组成,所以运用ICA算法来处理脑电信号受到广泛关注。本文介绍了一种新型的约束独立分量分析(cICA)算法,它能解决FastICA算法在源信号分离时输出排列无序性的问题。并通过实验表明,它在脑电伪差分离时可减少人工处理的影响,且具有良好的稳健性与较快的收敛速度。

关键词：独立分量分析约束独立分量分析(cICA)算法脑电图信号伪差分离

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机器人辅助手术导航系统的空间映射方法

中国机械工程 2007年第5期18卷 536-540页

作者：罗杨宇朱森强杨向东陈恳清华大学北京100084

手术辅助定位机器人应易于操作,以提高手术的效率和有利于手术方式的推广。在机器人基座、小臂及末端安装3个磁定位接收器来采集机器人运动状态,辅助完成导航系统的目标规划和空间映射。基座上的接收器提供整个导航系统的统一坐标基准;... 详细信息

手术辅助定位机器人应易于操作,以提高手术的效率和有利于手术方式的推广。在机器人基座、小臂及末端安装3个磁定位接收器来采集机器人运动状态,辅助完成导航系统的目标规划和空间映射。基座上的接收器提供整个导航系统的统一坐标基准;小臂上的接收器实时给出机器人腕点位置;末端的接收器实时给出机器人末端的位置和姿态。基于这种布置方式,给出了腕点位置的规划方法和整个导航过程的映射算法。基于磁定位器的映射方法可以应用到多种手术导航或虚拟现实的运动跟踪中。

关键词：机器人磁定位器超声引导标定

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针对婴幼儿颅缝早闭的颅骨重塑手术模拟方法

生物医学工程学杂志 2021年第5期38卷 932-939页

作者：陆珅宇罗杨宇郑文键宫剑中国科学院自动化研究所北京100190 首都医科大学附属北京天坛医院北京100070

婴幼儿颅缝早闭引起的颅面畸形严重影响着婴幼儿正常发育。针对婴幼儿颅缝早闭的颅骨重塑手术的目的是颅骨的扩容和美观,目前颅骨重塑手术没有标准规范的切割和拼接方案,而且对于术后效果缺乏合理的评估。针对这一难题,本文以矢状缝早... 详细信息

婴幼儿颅缝早闭引起的颅面畸形严重影响着婴幼儿正常发育。针对婴幼儿颅缝早闭的颅骨重塑手术的目的是颅骨的扩容和美观,目前颅骨重塑手术没有标准规范的切割和拼接方案,而且对于术后效果缺乏合理的评估。针对这一难题,本文以矢状缝早闭导致的舟状头为对象,通过对舟状头的形态特征分析,将患儿颅骨畸变区域与理想颅骨模型进行点云配准,生成颅骨切割与错位拼接方案;建立婴幼儿颅骨生长有限元模型,预测颅骨重塑术后生长趋势;最后以一位典型矢状缝早闭患儿为例进行了模拟手术的实验研究。评估结果显示该切割拼接方案有效地改善了颅骨发育异常部位的形态,并具有理想的生长趋势。本文所研究患儿的术前头颅指数(CI)为65.31%,经过9个月的生长模拟后增长至71.50%。颅骨重塑方案的模拟给后期手术方案设计提供了参考标准。该方案能够大幅度改善术后效果,可以推广至其他类型颅缝早闭手术的切割拼接方案生成与术后效果评价。

关键词：颅缝早闭颅骨重塑点云配准有限元

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一种鲁棒的自适应带宽跟踪方法

控制与决策 2013年第11期28卷 1723-1728页

作者：尹春霞徐德罗杨宇李成荣清华大学自动化系北京100084 中国科学院自动化研究所北京100080

在自适应带宽均值移动算法的基础上,引入粒子滤波,提出一种新的目标跟踪方法.该方法通过更新带宽矩阵以适应目标尺度的变化;采用加权和方法融合定位检测结果,使跟踪不易陷入局部最优状态;对粒子进行收敛采样,维持粒子多样性,减小累积误... 详细信息

在自适应带宽均值移动算法的基础上,引入粒子滤波,提出一种新的目标跟踪方法.该方法通过更新带宽矩阵以适应目标尺度的变化;采用加权和方法融合定位检测结果,使跟踪不易陷入局部最优状态;对粒子进行收敛采样,维持粒子多样性,减小累积误差;提出一种目标扩展搜索策略,用于目标丢失后重新搜索跟踪目标.实验结果表明,所提出的跟踪方法在复杂场景中表现出了较好的鲁棒性,且跟踪轨迹平滑.

关键词：带宽矩阵加权和收敛采样搜索策略