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基于自制标尺的C臂X光全景图像拼接方法

高技术通讯 2006年第10期16卷 1030-1033页

作者：陈殿生范兴胡磊长春工业大学机电工程学院长春130012 北京航空航天大学机器人研究所北京100083

在对C臂X光图像和现有的医学图像匹配方法分析的基础上,提出了一种基于自制标尺的C臂X光图像拼接方法.该图像拼接方法分为失真校正、图像匹配和图像合成三步,其中图像匹配是算法的关键.首先采用双线性变换模型进行失真校正;然后基于自... 详细信息

在对C臂X光图像和现有的医学图像匹配方法分析的基础上,提出了一种基于自制标尺的C臂X光图像拼接方法.该图像拼接方法分为失真校正、图像匹配和图像合成三步,其中图像匹配是算法的关键.首先采用双线性变换模型进行失真校正;然后基于自制标尺,采用图像灰度匹配法对校正后的C臂X光图像进行图像匹配;最后将其余各幅图像间的匹配矩阵均换算成以第一幅图像为基准,据此合成出全景图像.通过尸腿骨X光图像拼接实验验证了该方法的准确性.

关键词： X光几何校正图像匹配图像拼接

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新型缓冲腿结构设计及性能分析

北京航空航天大学学报 2016年第10期42卷 2091-2098页

作者：张自强陈殿生陈科位北京航空航天大学机械工程及自动化学院北京100083

腿部结构是实现仿生蝗虫跳跃机器人良好缓冲性能的重要组成部分,因此对其进行结构设计及分析具有重要的意义。为实现更好的着陆缓冲性能,基于蝗虫腿部生理结构和现有仿生串联腿的结构形式,设计了一种新型的用于跳跃机器人的缓冲腿。在... 详细信息

腿部结构是实现仿生蝗虫跳跃机器人良好缓冲性能的重要组成部分,因此对其进行结构设计及分析具有重要的意义。为实现更好的着陆缓冲性能,基于蝗虫腿部生理结构和现有仿生串联腿的结构形式,设计了一种新型的用于跳跃机器人的缓冲腿。在对缓冲腿的力学性能进行分析的基础上,根据缓冲性能评价原则,对结构参数进行了分析及优化,并对同时处于最优状态下的新型缓冲腿和原有仿生串联缓冲腿的缓冲性能进行分析比较。相对于原有仿生串联缓冲腿,改进后的新型缓冲腿受到地面作用力的幅值减小了25.3%,储能能力提高了34.6%。这为仿生蝗虫跳跃机器人及其他着陆机构的研制提供了依据。

关键词：仿生机器人缓冲腿结构设计参数优化性能分析

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仿蝗虫跳跃机构设计与分析

北京航空航天大学学报 2013年第10期39卷 1348-1353,1359页

作者：尹军茂陈殿生沈奇北京航空航天大学机器人研究所北京100191

以蝗虫跳跃特性为依据,设计出一种仿蝗虫弹跳机构并对其弹跳机理进行研究.首先从生物学和机构运动学相结合的角度,对蝗虫的跳跃过程进行观察和分析,研究蝗虫后腿的跳跃机理,发现跳跃后腿膝关节在起跳过程中的重要作用.利用虚拟样机建立... 详细信息

以蝗虫跳跃特性为依据,设计出一种仿蝗虫弹跳机构并对其弹跳机理进行研究.首先从生物学和机构运动学相结合的角度,对蝗虫的跳跃过程进行观察和分析,研究蝗虫后腿的跳跃机理,发现跳跃后腿膝关节在起跳过程中的重要作用.利用虚拟样机建立蝗虫模型,对蝗虫的跳跃过程进行仿真.根据蝗虫跳跃机理和后腿结构特点,基于提高能量利用率和弹跳效率原则,设计出一种单自由度的仿蝗虫跳跃机构模型,对该机构在起跳阶段进行运动性能分析,通过与蝗虫跳跃仿真结果进行比较,证明该跳跃机构具有与蝗虫弹跳后腿近似的力学特性.最后通过机构的样机实验验证了分析结果,为进一步研究仿生高效的柔性跳跃机构奠定基础.

关键词：跳跃机器人蝗虫跳跃机理弹跳机构机构分析机构设计

陀螺稳定跟踪平台的滑模摩擦补偿双环控制研究

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高技术通讯 2011年第2期21卷 173-178页

作者：陈殿生李鹏陈彧欣王田苗北京航空航天大学机器人研究所北京100191

研究了应用于小型地面移动机器人的陀螺稳定跟踪平台的控制原理及控制效果。对陀螺稳定跟踪平台单环控制结构进行了分析，指出平台受到的外来力矩干扰是稳定环在惯性空间受到的载体姿态变化的干扰和电机传动轴受到的轴间摩擦力的干扰。... 详细信息

研究了应用于小型地面移动机器人的陀螺稳定跟踪平台的控制原理及控制效果。对陀螺稳定跟踪平台单环控制结构进行了分析，指出平台受到的外来力矩干扰是稳定环在惯性空间受到的载体姿态变化的干扰和电机传动轴受到的轴间摩擦力的干扰。针对这种情况，将滑模控制（SMC）应用于陀螺稳定平台的速度环摩擦补偿控制，结合PID稳定环，构造了PID＋SMC双环控制结构，提出了双环稳定控制算法。滑模控制器用于基于Stribeck模型摩擦补偿的速度环控制，作为稳定平台控制的内部环路，形成速度环反馈控制，陀螺角速度反馈形成相对惯性空间的稳定环。仿真分析及实验对比表明，该双环稳定控制方法比单环PID稳定方法的稳定跟踪效果好。

关键词：稳定平台滑模双环稳定摩擦补偿 Stribeck

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数控车床故障的因果图分析

机床与液压 2006年第10期34卷 203-204,246页

作者：陈殿生北京航空航天大学机器人研究所北京100083

数控车床是典型的高技术机电产品,为了对数控车床出现故障后进行有效的故障分析,本文介绍了一种十分实用的事后故障分析方法———因果图法,它是将产品或系统的故障作为“结果”,以导致系统故障的诸因素作为“原因”,画出图形,进而从错... 详细信息

数控车床是典型的高技术机电产品,为了对数控车床出现故障后进行有效的故障分析,本文介绍了一种十分实用的事后故障分析方法———因果图法,它是将产品或系统的故障作为“结果”,以导致系统故障的诸因素作为“原因”,画出图形,进而从错综复杂、多种多样的故障原因中找出故障主要因素。本文以数控车床加工的齿轮轴向尺寸偶然超差故障为例,详细介绍了因果图分析的过程,并通过跟踪验证表明因果图分析的正确性。

关键词：数控车床故障分析因果图

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人机协作下的机械臂轨迹生成与修正方法

机器人 2016年第4期38卷 504-512页

作者：刘维惠陈殿生张立志北京航空航天大学机械工程及自动化学院北京100191

针对日常生活中多障碍物环境下的服务机器人机械臂轨迹规划问题,提出了一种人机协作下的轨迹生成与修正方法.首先,基于动态动作基元(DMP)模型,设计了一个能生成与示教轨迹形状相似的路径的方法.该方法针对多自由度耦合产生的轨迹形状畸... 详细信息

针对日常生活中多障碍物环境下的服务机器人机械臂轨迹规划问题,提出了一种人机协作下的轨迹生成与修正方法.首先,基于动态动作基元(DMP)模型,设计了一个能生成与示教轨迹形状相似的路径的方法.该方法针对多自由度耦合产生的轨迹形状畸变问题,通过将3维目标点投影于示教轨迹平面,再利用罗德里格旋转公式生成3维路径,保证了生成轨迹在各个方向都具有较稳定的形状特征.其次,针对存在多种形状障碍物的复杂操作环境,提出了通过插入交互点对轨迹形状进行修正的方法.并采用双抛物线插值算法使修正后的轨迹平滑.最后,基于人机协作的思想,在ROS(robot operating system)环境下搭建一个交互界面.从而操作者能够直观地辅助机械臂完成无障碍物和有障碍物的情况下的末端轨迹生成和修正.实验结果验证了该方法的直观性和灵活性,该方法适用于具有多种障碍物的复杂日常环境.

关键词：人机协作机械臂轨迹生成避障人机交互界面服务机器人

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可重构履带机器人的机构设计与控制方法实现

北京航空航天大学学报 2005年第7期31卷 705-708页

作者：王田苗邹丹陈殿生北京航空航天大学机械工程及自动化学院北京100083

开发了用于完成复杂地形侦察作业的可重构履带机器人.从可重构机器人的特点出发,研究了模块化的机械电气结构和控制方法实现.设计实现的可重构机器人由4个基础运动模块,3个连杆模块和2个转动关节模块组成,通过各个模块的不同组合形式,... 详细信息

开发了用于完成复杂地形侦察作业的可重构履带机器人.从可重构机器人的特点出发,研究了模块化的机械电气结构和控制方法实现.设计实现的可重构机器人由4个基础运动模块,3个连杆模块和2个转动关节模块组成,通过各个模块的不同组合形式,实现了机器人构型的可重构.系统采用分布式控制体系,研究实现了机械构型发生改变时,基于ARM(AdvancedRISCMicroprocessor)的实时嵌入式控制系统的可重构.通过模拟楼宇内房间侦察作业,验证了可重构履带机器人具备复杂地形环境适应能力和简单方便的可重构性能.

关键词：模块化机器人机构嵌入式系统实时控制系统可重构侦察

骨折复位及畸形矫正机器人的轨迹规划研究进展

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机械工程学报 2022年第13期58卷 1-21页

作者：崔睿陈殿生苏鹏李剑孙昊河北工业大学人工智能与数据科学学院天津300130 河北工业大学智能康复装置与检测技术教育部工程研究中心天津300130 北京航空航天大学机器人研究所北京100191 北京信息科技大学机电工程学院北京100192 北京邮电大学自动化学院北京100876 国家康复辅具研究中心北京市老年功能障碍康复辅助技术重点实验室北京100176

骨折复位及畸形矫正机器人对于人体肢体功能的重建具有积极的意义,其轨迹规划的质量直接影响着术后的效果和机器人的实用性,然而目前系统的轨迹规划研究分析较少。简述了骨折复位及畸形矫正机器人国内外发展现状,分析了断骨复位、重建... 详细信息

骨折复位及畸形矫正机器人对于人体肢体功能的重建具有积极的意义,其轨迹规划的质量直接影响着术后的效果和机器人的实用性,然而目前系统的轨迹规划研究分析较少。简述了骨折复位及畸形矫正机器人国内外发展现状,分析了断骨复位、重建轨迹规划的关键技术和共性问题,从轨迹规划的发展历程、分类以及求解方法三个方面对骨折复位及畸形矫正机器人的轨迹规划研究进展和关键技术进行了综述,并就目前存在的问题和未来发展趋势进行了总结分析,以期为骨折复位及畸形矫正机器人的轨迹规划提供参考和建议,具有积极的研究意义。

关键词：骨折复位畸形矫正机器人轨迹规划肌骨模型一体化

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利用示教学习的移动机械臂轨迹避障算法

哈尔滨工程大学学报 2018年第9期39卷 1546-1553页

作者：刘维惠陈殿生张立志北京航空航天大学机械工程及自动化学院北京100191

为了提高服务机器人的环境适应性和减轻操作者的控制负担,本文提出了一种利用示教学习的轨迹修正算法。利用动态动作基元模型,生成与示教轨迹形状相似的新轨迹。进而提出改进的距离加权k-近邻算法,实现移动机械臂末端轨迹形状的局部修... 详细信息

为了提高服务机器人的环境适应性和减轻操作者的控制负担,本文提出了一种利用示教学习的轨迹修正算法。利用动态动作基元模型,生成与示教轨迹形状相似的新轨迹。进而提出改进的距离加权k-近邻算法,实现移动机械臂末端轨迹形状的局部修正。本文设计了避免相邻有效训练数据丢失的在线更新方法,并在人机交互系统上进行避障和实时性测试。实验结果证明了本文提出的轨迹避障算法具有对新任务的适应能力,不同场景下的避障决策能力和在线修正能力,从而保证友好、流畅的人机交互过程。

关键词：服务机器人示教学习人机交互移动机械臂轨迹避障在线修正 k-近邻算法动态动作基元