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基于激光与视觉数据融合的改进SLAM算法

高技术通讯 2023年第3期33卷 305-313页

作者：张兴盛邢科新浙江工业大学信息工程学院杭州310023

为了提高建图的鲁棒性,本文提出了一种基于激光同时定位与建图(SLAM)与视觉SLAM融合的新算法。传统算法通过传感器数据的距离信息变化量来估计其姿态,在大多数情况下能准确定位机器人的姿态。然而在退化环境中,例如机器人在长廊或者沿... 详细信息

为了提高建图的鲁棒性,本文提出了一种基于激光同时定位与建图(SLAM)与视觉SLAM融合的新算法。传统算法通过传感器数据的距离信息变化量来估计其姿态,在大多数情况下能准确定位机器人的姿态。然而在退化环境中,例如机器人在长廊或者沿着单面的墙壁运动时,传感器周围环境结构特征基本无变化。此时,来自激光传感器的数据不随时间和运动而变化。针对这一问题,本文提出了一种基于激光与视觉数据融合的改进SLAM算法。其主要思想是根据激光测量的结果引入角度置信度,对2种传感器的数据进行加权融合。2种传感器的权值将随角度的变化而变化。实验结果表明,与传统激光SLAM算法相比,算法融合视觉数据后,在走廊等结构退化环境中能实现更好的定位效果,同时建图结果优于传统激光SLAM算法。

关键词：激光视觉同时定位与建图(SLAM) 数据融合

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全方位移动机器人视觉伺服系统的建模与控制

高技术通讯 2023年第4期33卷 411-418页

作者：林叶贵邢科新何德峰倪伟琦浙江工业大学信息工程学院杭州310023

考虑非完整性移动机器人存在的速度约束问题,本文研究了由3个主动偏心轮组成的全方位移动机器人视觉伺服系统。针对视觉伺服系统具有视觉可见性约束和执行器约束,提出了一种基于模型预测控制(MPC)策略的视觉伺服控制器。首先,基于主动... 详细信息

考虑非完整性移动机器人存在的速度约束问题,本文研究了由3个主动偏心轮组成的全方位移动机器人视觉伺服系统。针对视觉伺服系统具有视觉可见性约束和执行器约束,提出了一种基于模型预测控制(MPC)策略的视觉伺服控制器。首先,基于主动偏心轮的全方位移动机器人的运动学方程和视觉伺服系统误差模型,对全方位移动机器人偏心方向轮滚动角速度和偏转角速度的视觉伺服误差系统进行建模。在此基础上,建立全方位移动机器人的视觉伺服预测控制策略,并采用原对偶神经网络在线求解凸优化问题。最后仿真实验表明,所设计的控制器不仅可以较好地处理约束条件,驱动移动机器人到达目标点,并且与传统预测控制方法相比更高效。

关键词：全方位移动机器人视觉伺服原对偶神经网络模型预测控制(MPC)

基于扩张状态观测器的永磁同步电机混沌系统自适应滑模控制

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物理学报 2014年第22期63卷 113-120页

作者：陈强南余荣邢科新浙江工业大学信息工程学院杭州310023

针对部分状态不可测的永磁同步电机混沌系统,结合自适应滑模控制和扩张状态观测器理论,提出一种基于扩张状态观测器的永磁同步电机自适应混沌控制方法,取消了系统所有状态完全可测的限制.通过坐标变换,将永磁同步电机混沌模型变为更适... 详细信息

针对部分状态不可测的永磁同步电机混沌系统,结合自适应滑模控制和扩张状态观测器理论,提出一种基于扩张状态观测器的永磁同步电机自适应混沌控制方法,取消了系统所有状态完全可测的限制.通过坐标变换,将永磁同步电机混沌模型变为更适宜控制器设计的Brunovsky标准形式.在系统部分状态和非线性不确定项上界均未知的情况下,基于扩张状态观测器估计系统未知状态及不确定项,并设计自适应滑模控制器,保证系统状态快速稳定收敛至零点.仿真结果表明,该控制器能够改善滑模控制的抖振问题以及提高系统鲁棒性.

关键词：永磁同步电机混沌控制扩张状态观测器自适应滑模

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一种新型穿戴式手功能康复机器人

中国机械工程 2009年第20期20卷 2395-2398页

作者：邢科新徐琦黄剑王永骥吴军华中科技大学图像信息处理与智能控制教育部重点实验室武汉430074

针对中风和脑外伤患者的运动功能障碍问题,设计了一种新型的穿戴式手功能康复机器人。机器人采用气动肌肉驱动,能够辅助患者完成手指多关节复合运动功能训练。该机器人有3个自由度,通过角度和力传感器获取患手-机器人组合系统的状态参数... 详细信息

针对中风和脑外伤患者的运动功能障碍问题,设计了一种新型的穿戴式手功能康复机器人。机器人采用气动肌肉驱动,能够辅助患者完成手指多关节复合运动功能训练。该机器人有3个自由度,通过角度和力传感器获取患手-机器人组合系统的状态参数,并采用虚拟现实技术构建康复治疗虚拟环境,提高患者的训练兴趣,从而增强康复效果。采用传统的PID控制器进行了临床实验,实现了关节角度的三次样条参考轨迹跟踪,实验结果验证了所设计的穿戴式手功能康复机器人的可用性和有效性。

关键词：手功能康复机器人气动肌肉运动功能训练虚拟现实技术

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基于图像处理的结冰传感器标定方法研究

基于图像处理的结冰传感器标定方法研究

作者：邢科新华中科技大学

学位级别：硕士

社会生产和生活中广泛存在结冰产生的危害,尤其是航空领域中飞机空中飞行结冰的危害,很早就被人们所意识和重视。我国在该领域技术积累薄弱,尤其是在结冰传感器方面尚没有进行深入的研究。众所周知,任何一种传感器在投入生产使用之前都... 详细信息

社会生产和生活中广泛存在结冰产生的危害,尤其是航空领域中飞机空中飞行结冰的危害,很早就被人们所意识和重视。我国在该领域技术积累薄弱,尤其是在结冰传感器方面尚没有进行深入的研究。众所周知,任何一种传感器在投入生产使用之前都必须经过标定,但目前国内对结冰传感器的标定基本还停留在利用手工卡尺,用眼睛观测的原始阶段,因此,研究结冰传感器结冰厚度标定工作成为了整个结冰传感器研究工作的重要环节,具有非常重要的意义。论文针对一种平膜压电结冰传感器,提出了基于图像测量原理的标定方法,进行了深入地研究。采用图像测量技术的首要问题是要建立视觉检测系统,而作为视觉测量系统中关键组成部件的CCD摄像机,其结构参数的精度直接影响到测量结果,因此摄像机的标定是实现测量的关键步骤。论文中在对摄像模型深入分析和讨论的基础上,详细论述了摄像系统标定的具体实现方法。论文的核心内容是采用数字图像处理的算法对摄像采集到的结冰图像进行分析和处理。首先对采集到的结冰图像做背景差分,并选择合适的平滑滤波方法对差分图像进行了预处理;第二步就是边界提取,分析比较了多种边缘提取算法,并根据一定的算法提取出冰的粗略的轮廓。在此基础上,采用二值化图像的跟踪技术找到实际结冰边界;最后根据摄像机标定的模型,计算出结冰厚度。本文算法在计算机上用matlab仿真软件进行了仿真试验。

关键词：压电结冰传感器视觉系统摄像机标定背景差分平滑滤波边界提取

同方学位论文库评论

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同方学位论文库

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柔性机械臂变结构跟踪控制及柔性振动抑制

武汉理工大学学报 2012年第8期34卷 155-159页

作者：王三秀俞立徐建明邢科新浙江工业大学信息工程学院杭州310032 台州学院物理与电子工程学院台州318000

柔性机械臂具有质量轻、速度快和负载大的特点,针对柔性机械臂轨迹跟踪与弹性振动抑制问题,基于奇异摄动理论和两种时间尺度的假设,将柔性机械臂系统分解为代表大范围刚体运动的慢变子系统和代表柔性振动的快变子系统。对于慢变子系统... 详细信息

柔性机械臂具有质量轻、速度快和负载大的特点,针对柔性机械臂轨迹跟踪与弹性振动抑制问题,基于奇异摄动理论和两种时间尺度的假设,将柔性机械臂系统分解为代表大范围刚体运动的慢变子系统和代表柔性振动的快变子系统。对于慢变子系统采用变结构控制来实现关节轨迹的跟踪,而快变子系统则采用最优控制方法来对柔性杆振动进行主动抑制。仿真实验结果表明,该控制方法不仅能够保证系统刚性运动轨迹的精确跟踪,并能有效抑制柔性杆件的弹性振动。

关键词：柔性机械臂奇异摄动理论变结构控制柔性振动抑制

基于DM6437的模具保护系统的设计与实现

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高技术通讯 2013年第11期23卷 1185-1192页

作者：邢科新林叶贵俞立姜旭飞浙江工业大学信息工程学院杭州310023

为了对注型机生产过程中存在的异物残留、滑块错位、脱模不良等异常情况进行实时监控,以满足对注型模具的自动保护,设计并实现了一种基于DM6437微处理器的新型模具保护系统。使用Candence软件完成了DSP控制板高速电路部分的仿真及其硬... 详细信息

为了对注型机生产过程中存在的异物残留、滑块错位、脱模不良等异常情况进行实时监控,以满足对注型模具的自动保护,设计并实现了一种基于DM6437微处理器的新型模具保护系统。使用Candence软件完成了DSP控制板高速电路部分的仿真及其硬件设计,考虑到实际生产中现场噪声、阴影以及机械振动造成的图像偏差,设计了基于FAST-9快速角点检测的匹配算法,以完成图像的实时配准,并与传统的模板匹配算法进行了比较,最后通过实验验证了硬件系统的可靠性和软件算法的有效性。

关键词：模具保护器高速电路快速角点检测图像配准

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平膜压电谐振式结冰传感器信号检测方法

仪表技术与传感器 2006年第4期 6-8,11页

作者：张洪邢科新张杰叶林华中科技大学湖北武汉430074

通过对平膜压电谐振式结冰传感器的几种测量方案的分析,提出一种开环扫频的信号检测方法。采用C8051F系列单片机作为传感器的激励和测量的主要控制单元,能以较快的速度和较高的精度测得传感器谐振频率,从而得到冰层厚度的检测信息。实... 详细信息

通过对平膜压电谐振式结冰传感器的几种测量方案的分析,提出一种开环扫频的信号检测方法。采用C8051F系列单片机作为传感器的激励和测量的主要控制单元,能以较快的速度和较高的精度测得传感器谐振频率,从而得到冰层厚度的检测信息。实验表明该方法可取得良好的效果。

关键词：结冰传感器平膜压电谐振式传感器开环扫频

基于Petri网的物流仓库多AGV调度方法的研究

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高技术通讯 2019年第5期29卷 494-502页

作者：李圣男邢科新林叶贵张贵军浙江工业大学信息工程学院杭州310023

针对多自动导引车(AGV)在大规模物流仓储中存在的路径规划问题,对基于时间Petri网的多AGV调度优化算法进行了研究。该算法利用时间Petri网对大规模双向车道环境下多AGV的仓库调度过程进行建模,并在分解后对AGV进行单独分析,减少了算法... 详细信息

针对多自动导引车(AGV)在大规模物流仓储中存在的路径规划问题,对基于时间Petri网的多AGV调度优化算法进行了研究。该算法利用时间Petri网对大规模双向车道环境下多AGV的仓库调度过程进行建模,并在分解后对AGV进行单独分析,减少了算法的时间复杂度;引入传统外点惩罚函数法构建以AGV调度时间为指标的目标函数,通过对AGV运行路径信息的依次迭代和更新解决了其在调度过程中的碰撞问题;在此基础上增加碰撞类型分析,以目标函数最优为原则对路径进行局部规划,实现调度方案最优。实验结果表明在大规模调度环境中该算法能快速收敛出无碰撞死锁的最优路径方案,并能保证多AGV在动态仓库物流调度中具有良好的实时适应性。

关键词：自动导引车(AGV) 物流调度时间Petri网外点惩罚函数碰撞分析