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Grasp Detection with Hierarchical Multi-Scale Feature Fusion and Inverted Shuffle Residual

Tsinghua Science and Technology 2024年第1期29卷 244-256页

作者： Wenjie Geng Zhiqiang Cao Peiyu Guan fengshui jing Min Tan Junzhi Yu State Key Laboratory of Multimodal Artificial Intelligence Systems Institute of AutomationChinese Academy of SciencesBeijing 100190China School of Artificial Intelligence University of Chinese Academy of SciencesBeijing 100049China Department of Advanced Manufacturing and Robotics College of EngineeringPeking UniversityBeijing 100871China

Grasp detection plays a critical role for robot *** pixel-wise grasp detection networks with encoder-decoder structure receive much attention due to good accuracy and ***,they usually transmit the high-level feature in the encoder to the decoder,and low-level features are *** is noted that low-level features contain abundant detail information,and how to fully exploit low-level features remains ***,the channel information in high-level feature is also not well ***,the performance of grasp detection is *** solve these problems,we propose a grasp detection network with hierarchical multi-scale feature fusion and inverted shuffle *** low-level and high-level features in the encoder are firstly fused by the designed skip connections with attention module,and the fused information is then propagated to corresponding layers of the decoder for in-depth feature *** a hierarchical fusion guarantees the quality of grasp ***,an inverted shuffle residual module is created,where the high-level feature from encoder is split in channel and the resultant split features are processed in their respective *** such differentiation processing,more high-dimensional channel information is kept,which enhances the representation ability of the ***,an information enhancement module is added before the encoder to reinforce input *** proposed method attains 98.9%and 97.8%in image-wise and object-wise accuracy on the Cornell grasping dataset,respectively,and the experimental results verify the effectiveness of the method.

关键词： grasp detection hierarchical multi-scale feature fusion skip connections with attention inverted shuffle residual

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Parameter estimation survey for multi-joint robot dynamic calibration case study

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Science China(Information Sciences) 2019年第10期62卷 102-116页

作者： Shaolin ZHANG Shuo WANG fengshui jing Min TAN The State Key Laboratory of Management and Control for Complex Systems Institute of AutomationChinese Academy of Sciences University of Chinese Academy of Sciences CAS Center for Excellence in Brain Science and Intelligence Technology

Accurate model parameters are the basis of robot dynamics. Many linear and nonlinear models have been proposed to calibrate the inertial parameters and friction parameters of multi-joint ***, methods of choosing a model and calculating its parameters still have few summaries. This paper reviews typical linear/nonlinear models and different calculation methods for robot dynamic *** simulations, the features of different methods are analyzed, including torque error, parameter error, model adaptability, solution time, and anti-interference ability of the calibration results. Finally, an experiment performed on a six-degree-of-freedom industrial manipulator is used as an example to illustrate how to select the model for a specified robot. These comparisons and experiments provide references for the parameter calibration of multi-joint robots.

关键词： dynamic parameter calibration friction calibration robot dynamics industrial manipulator dynamic models

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A transition method based on Bezier curve for trajectory planning in cartesian space

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High Technology Letters 2017年第2期23卷 141-148页

作者：张少林 jing fengshui Wang Shuo The State Key Laboratory of Management and Control for Complex Systems Institute of Automation Chinese Academy of Sciences Beijing 100190 P. R. China University of Chinese Academy of Sciences Beijing 100190 P. R. China

In order to smooth the trajectory of a robot and reduce dwell time,a transition curve is introduced between two adjacent curves in three-dimensional space.G2 continuity is guaranteed to transit *** minimize the amount of calculation,cubic and quartic Bezier curves are both ***,the contour curve is characterized by a transition parameter which defines the distance to the corner of the *** to define the transition points for different curves is presented.A general move command interface is defined for receiving the curve limitations and transition ***,how to calculate the control points of the cubic and quartic Bezier curves is analyzed and *** situations are discussed separately,including transition between two lines,transition between a line and a circle,and transition between two ***,the experiments are carried out on a six degree of freedom(DOF) industrial robot to validate the proposed *** of single transition and multiple transitions are *** trajectories in the joint space are also *** results indicate that the method achieves G2 continuity within the transition constraint and has good efficiency and adaptability.

关键词： transition method Bezier curve G2 continuity transition constraint

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Cascade Motion Planning for Vibration Suppression of the Focus Cabin in FAST

Cascade Motion Planning for Vibration Suppression of the Foc...

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第36届中国控制会议

作者： Zheng Rongzhang jing fengshui Yang Guodong University of Chinese Academy of Sciences The State Key Laboratory of Management and Control for Complex Systems Institute of AutomationChinese Academy of Sciences

ISBN: (纸本)9781538629185

The Five-hundred-meter Aperture Spherical Radio Telescope（FAST） requires high accuracy of positioning and attitude *** to its flexible structure,the cable-cabin system can be excited to vibrate,which affects the *** alleviate the vibration during the slewing task,taking advantage of s-curve planning and input shaping,a cascade motion planning method is *** the main vibration mode,a simplified cable-cabin model is built for simulation according to the parameters of *** experiments are conducted to prove that the cascade method is effective in vibration suppression and robust to the change of natural frequency.

关键词： FAST telescope vibration suppression motion planning s-curve input shaping

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基于球面贝塞尔的姿态过渡与插补方法

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华中科技大学学报（自然科学版） 2017年第10期45卷 75-79页

作者：张少林景奉水王硕中国科学院自动化研究所复杂系统管理与控制国家重点实验室北京100190 中国科学院大学北京100190

为了避免机器人姿态规划中反复加减速运动,节省时间,提出一种基于球面贝塞尔曲线的过渡和插补方法,用于相邻运动指令之间的姿态过渡.首先,将相邻指令的起始姿态和终点姿态表示为四元数;然后,提出球面贝塞尔曲线控制顶点的选择方法,并分... 详细信息

为了避免机器人姿态规划中反复加减速运动,节省时间,提出一种基于球面贝塞尔曲线的过渡和插补方法,用于相邻运动指令之间的姿态过渡.首先,将相邻指令的起始姿态和终点姿态表示为四元数;然后,提出球面贝塞尔曲线控制顶点的选择方法,并分析了该方法的连续性;最后,利用对球面贝塞尔曲线求导和S型加减速方法给出了插补方法,并考虑了计算的简便性.在六自由度机器人上的实验表明:角速度和旋转轴快速地过渡到下一条指令的状态,具有较好的平滑性.插补过程采用迭代求导方式,具有很好的计算简便性.

关键词：姿态过渡球面贝塞尔姿态插补姿态平滑轨迹规划

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机器人轨迹纠偏控制方法研究

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机器人 2017年第3期39卷 292-297页

作者：景奉水杨超杨国栋谭民中国科学院自动化研究所复杂系统管理与控制国家重点实验室北京100190 中国科学院大学北京100049

为减小机器人在执行轨迹跟踪任务过程中末端产生的位姿误差,在建立机器人轨迹纠偏系统模型的基础上,提出了一种积分型纠偏控制器实现方案.该方案直接在机器人的关节空间上对误差进行补偿.基于前述模型和一系列假设,首先从数学上证明了比... 详细信息

为减小机器人在执行轨迹跟踪任务过程中末端产生的位姿误差,在建立机器人轨迹纠偏系统模型的基础上,提出了一种积分型纠偏控制器实现方案.该方案直接在机器人的关节空间上对误差进行补偿.基于前述模型和一系列假设,首先从数学上证明了比例-积分纠偏控制器能够使纠偏误差以负指数收敛,进而说明积分型纠偏控制器的有效性.实验结果表明:通过设置合适的参数,在初始轨迹最大偏差为8 mm的情况下,纠偏控制后偏差均方根值小于0.07 mm,最大值小于0.4 mm.

关键词：轨迹跟踪轨迹纠偏纠偏控制运动规划机器人

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Implementation and Experimental Study on the Control System of the Stewart Platform Model of FAST

Implementation and Experimental Study on the Control System ...

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第25届中国控制与决策会议

作者： Fengguang He fengshui jing Guodong Yang En Li Zize Liang Dongjun Yu State Key Laboratory of Management and Control for Complex System Institute of Automation Chinese Academy of Sciences Nation Astronomical Observatory Chinese Academy of Sciences

ISBN: (纸本)9781467355339

In order to verify the vibration resistance feasibility of the Stewart platform with a flexible base platform in the feed cabin support system of FAST（Five-hundred-meter Aperture Spherical radio Telescope）, this paper presents a scheme on the implementation of the reduced scale Stewart platform model of FAST. A vibration suppressing control algorithm is given, and the experiments related were conducted. The results show that the system is capable of suppressing normal vibrations.

关键词： FAST Stewart platform vibration suppressing

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铝电解槽爆炸焊钢板和阴极钢棒窄间隙自动焊接机器人

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中南大学学报（自然科学版） 2018年第2期49卷 275-281页

作者：毛一剑梁自泽景奉水赵伟青中国科学院自动化研究所复杂系统管理与控制国家重点实验室北京100190 中国科学院大学北京100049

针对铝厂特殊环境所研制的焊接机器人以控制系统为核心,由移动平台、机械臂和焊接装置组成。该机器人的运动控制系统由下位机和上位机组成:下位机采用运动控制器MC464来实时控制伺服电机;上位机采用平板电脑用于人机交互,采集摄像头数据... 详细信息

针对铝厂特殊环境所研制的焊接机器人以控制系统为核心,由移动平台、机械臂和焊接装置组成。该机器人的运动控制系统由下位机和上位机组成:下位机采用运动控制器MC464来实时控制伺服电机;上位机采用平板电脑用于人机交互,采集摄像头数据,以及与焊机和手脉通信。机器人可处于示教和再现2种工作模式。研究结果表明:该机器人可完成电解槽中阴极母线和爆炸焊钢板的多层多道自动焊接,大幅度降低连接处压降,不仅节能减耗,而且可以保障电解槽电流均布,有效提高电解槽寿命。

关键词：焊接机器人电解铝运动控制:多层多道焊

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基于视觉传感的焊缝跟踪技术研究现状和发展趋势

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热加工工艺 2017年第5期46卷 6-10,14页

作者：范俊峰景奉水方灶军中国科学院自动化研究所复杂系统管理与控制国家重点试验室北京100190

概述了焊缝跟踪的几种传感方式,并重点介绍了基于视觉传感的焊缝跟踪技术,对几种视觉传感方式的基本原理、特点、优缺点进行了详细分析。详细讨论了焊缝图像处理技术的研究进展,如焊缝图像预处理和特征提取的方法和应用情况。论述了焊... 详细信息

概述了焊缝跟踪的几种传感方式,并重点介绍了基于视觉传感的焊缝跟踪技术,对几种视觉传感方式的基本原理、特点、优缺点进行了详细分析。详细讨论了焊缝图像处理技术的研究进展,如焊缝图像预处理和特征提取的方法和应用情况。论述了焊缝跟踪控制技术的研究进展,如几种常见视觉控制方式的基本原理、特点及应用情况和智能控制技术在焊缝跟踪中的应用。提出了基于视觉传感的焊缝跟踪技术的发展方向。

关键词：视觉传感图像处理焊缝跟踪智能控制

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串联抑振轨迹规划方法及在FAST馈源支撑系统中的应用

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中国科学：信息科学 2021年第11期51卷 1914-1930页

作者：景奉水郑榕樟杨国栋邓赛谭民中国科学院自动化研究所复杂系统管理与控制国家重点实验室北京100190 中国科学院大学人工智能学院北京100049 赛灵思电子科技(北京)有限公司北京100101

针对低阻尼柔性机构运动中的振动问题,本文提出了一种综合最优双S形轨迹规划法和输入整形法优点的串联抑振轨迹规划方法,其优势是可以有效抑制匀速运动时段的振动.论文从理论分析和数字仿真两个方面对该方法的正确性进行了证明.最后,对... 详细信息

针对低阻尼柔性机构运动中的振动问题,本文提出了一种综合最优双S形轨迹规划法和输入整形法优点的串联抑振轨迹规划方法,其优势是可以有效抑制匀速运动时段的振动.论文从理论分析和数字仿真两个方面对该方法的正确性进行了证明.最后,对该方法在FAST馈源支撑系统的应用结果进行分析,表明其可有效提高并联柔索机构的运动精度,特别在匀速运动时可提高位置跟踪精度超过20%.

关键词：柔性机构五百米口径球面射电望远镜振动抑制轨迹跟踪运动规划

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