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适用于实时避障的新型智能化机器人敏感皮肤的研究

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光学学报 2005年第9期25卷 1233-1237页

作者：王树国曹政才付宜利靳保哈尔滨工业大学机器人研究所哈尔滨150001

在未知环境中,实时避障是实现智能化机器人自主工作的关键技术。敏感的皮肤可以使智能机器人具有环境感知和实时决策的能力。研制的敏感皮肤由模块化和带有强数据处理能力的微型红外传感器阵列构成,可以粘贴在机器人表面,依赖于皮肤上... 详细信息

在未知环境中,实时避障是实现智能化机器人自主工作的关键技术。敏感的皮肤可以使智能机器人具有环境感知和实时决策的能力。研制的敏感皮肤由模块化和带有强数据处理能力的微型红外传感器阵列构成,可以粘贴在机器人表面,依赖于皮肤上的红外传感器来感知外部环境。系统采用了几何光学模型法来测量敏感皮肤与障碍物间的距离。实验结果表明,在感知区域内,敏感皮肤能够实时准确地给出多关节机器人周围的障碍物存在和距离信息,为解决机器人避障问题提供新的范例。同时敏感皮肤的研制也是机器人在传感和控制领域中应用的一次尝试,对促进机器人和各相关科学的发展及提高机器人智能化的水平具有深远的意义,并将有着广阔的应用前景。

关键词：实时避障敏感皮肤红外传感器阵列测距多关节机器人

基于钢丝传动的腹腔微创手术机器人手术器械的设计和实现

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高技术通讯 2011年第10期21卷 1062-1067页

作者：付宜利冯美潘博朴明波王树国哈尔滨工业大学机器人技术与系统国家重点实验室哈尔滨150080

为了提高腹腔微创手术机器人操作的灵活性，设计并研制了一种新型的腹腔微创手术器械，用于代替医生完成对组织或器官的夹持、缝合和提取等手术操作。应用Pro／E三维建模并导入Recurdyn进行了结构性能的仿真分析，采用D．H法对手术器械... 详细信息

为了提高腹腔微创手术机器人操作的灵活性，设计并研制了一种新型的腹腔微创手术器械，用于代替医生完成对组织或器官的夹持、缝合和提取等手术操作。应用Pro／E三维建模并导入Recurdyn进行了结构性能的仿真分析，采用D．H法对手术器械以及夹持手术器械的末端执行机械手进行运动学分析，结合手术器械和Force Dimension Omega主手的运动学特点给出了控制规律，并进行了样机实验。实验结果表明所设计的手术器械可以很好地实现四自由度运动，并能够完成腹腔微创手术所需的各种手术操作。

关键词：微创手术机器人手术器械结构设计

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导管机器人系统的主从介入

机器人 2011年第5期33卷 579-584,591页

作者：付宜利高安柱刘浩李凯王树国哈尔滨工业大学机器人技术与系统国家重点实验室黑龙江哈尔滨150001

传统的血管微创介入手术过程中医生在手术现场,其不可避免地遭受大量的X射线照射;并且导管的操作难度较大,对医生插管技术要求过高.针对此问题,研制了一种新型的集成有双电磁传感器的可定位导管机器人,并采用D-H法对其进行了运动学分析... 详细信息

传统的血管微创介入手术过程中医生在手术现场,其不可避免地遭受大量的X射线照射;并且导管的操作难度较大,对医生插管技术要求过高.针对此问题,研制了一种新型的集成有双电磁传感器的可定位导管机器人,并采用D-H法对其进行了运动学分析,同时设计了一套介入装置来代替医生进行导管操作,并通过对主从控制方法的研究实现了该系统的主从介入.在介入过程中,医生通过主手控制介入装置动作来实现导管的推/拉、旋转和弯曲操作,并可在引导图像的辅助下完成插管手术操作.实验表明,开发的可控导管具有较好的操作性能,介入装置实现了3种基本的介入操作,提高了导管的定位精度,同时主从介入方式也保证了医生在手术过程的安全性.

关键词：血管微创手术导管机器人系统可控导管介入装置主从控制

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微创外科手术机器人技术研究进展

哈尔滨工业大学学报 2019年第1期51卷 1-15页

作者：付宜利潘博机器人技术与系统国家重点实验室(哈尔滨工业大学) 哈尔滨150001

为实现外科手术的微创化、精确化、智能化、远程化,将机器人技术与微创外科手术相结合,在综述国内外微创外科手术机器人研究现状的基础上,重点论述和分析从操作手设计、控制结构与控制方法,对力反馈主手、手术器械及力感知、增强现实、... 详细信息

为实现外科手术的微创化、精确化、智能化、远程化,将机器人技术与微创外科手术相结合,在综述国内外微创外科手术机器人研究现状的基础上,重点论述和分析从操作手设计、控制结构与控制方法,对力反馈主手、手术器械及力感知、增强现实、半自主手术、手术训练系统等关键技术进行了介绍和分析.基于上述技术研发的微创外科手术机器人改善了医生进行微创手术的环境和工具,提高了外科手术的质量,具有广泛的应用和发展前景.对微创外科手术机器人技术的发展趋势进行了展望.

关键词：机器人微创外科手术主从控制远心运动力反馈

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产品质量保证应用技术研究与系统开发

组合机床与自动化加工技术 2001年第4期 17-19页

作者：付宜利马玉林哈尔滨工业大学现代生产技术中心黑龙江哈尔滨150001

保证产品质量是生产制造过程的重要活动 ,是先进制造技术研究中的关键技术之一。本文介绍了研制的质量保证应用系统的组成、作用和实现的关键技术 ,特别是设计质量保证技术、制造过程质量保证技术和质量信息系统。

关键词：先进制造技术设计质量保证制造质量保证质量信息系统

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磁锚定手术机器人视觉伺服系统研究

华中科技大学学报（自然科学版） 2015年第S1期43卷 393-395 400,400页

作者：付宜利马腾飞封海波曲家迪哈尔滨工业大学机器人技术与系统国家重点实验室黑龙江哈尔滨150001

针对磁锚定手术机器人的同时具有转动关节和移动关节机械臂的运动特点,提出了一种基于图像的视觉伺服系统.首先建立了系统的成像模型,并求解出图像雅可比矩阵.然后建立了机器人的运动学模型,并求解出机器人雅可比矩阵.机器人在二维平面... 详细信息

针对磁锚定手术机器人的同时具有转动关节和移动关节机械臂的运动特点,提出了一种基于图像的视觉伺服系统.首先建立了系统的成像模型,并求解出图像雅可比矩阵.然后建立了机器人的运动学模型,并求解出机器人雅可比矩阵.机器人在二维平面内运动,图像空间的维数与运动空间的维数相同,总的雅可比矩阵是非奇异的.为了简化视觉控制器的设计难度,反馈控制器采用PI图像控制器,同时还可克服系统的静差.最后对建立的视觉伺服系统进行Matlab仿真,结果验证了提出方案的可行性.

关键词：单孔腹腔镜手术磁锚定视觉伺服基于图像 RP型结构

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基于视觉词袋模型的图像信息处理算法研究

华中科技大学学报（自然科学版） 2015年第S1期43卷 233-236页

作者：黄志明徐祯祥曹政才付宜利北京化工大学信息科学与技术学院北京100029 哈尔滨工业大学机器人技术与系统国家重点实验室黑龙江哈尔滨150001 北京精密机电控制研究所北京100076

研究一种基于视觉词袋模型的图像筛选与搜索优化算法以提高机器人闭环检测质量和降低图像信息处理量.首先,通过SURF算子提取图像中的特征信息,构建对应的视觉词袋模型,并形成视觉词袋直方图;其次,基于视觉词袋直方图计算获得对应的图像... 详细信息

研究一种基于视觉词袋模型的图像筛选与搜索优化算法以提高机器人闭环检测质量和降低图像信息处理量.首先,通过SURF算子提取图像中的特征信息,构建对应的视觉词袋模型,并形成视觉词袋直方图;其次,基于视觉词袋直方图计算获得对应的图像混合显著度,进而筛选出信息量丰富且可区分度大的图像,并组成待搜索图像集合;然后,从视觉词袋直方图中提取图像中的显著主要特征类组成集合,并用其近似替代图像的特征分布情况,以降低图像特征信息处理量,加快图像搜索速度.最后,仿真实验证明本文提出的图像筛选和搜索方法的可行性和有效性.

关键词：图像筛选图像搜索视觉词袋模型图像显著度图像处理

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硬件加速的大数据量自适应体绘制

计算机辅助设计与图形学学报 2009年第5期21卷 612-616页

作者：肖永飞付宜利王树国高文朋哈尔滨工业大学机器人研究所哈尔滨150001 哈尔滨工业大学现代生产技术中心哈尔滨150001

利用树形结构和纹理映射技术,在普通微机上实现对大数据量体数据的实时交互.依靠八叉树结构和显卡的硬件加速功能,将体数据划分为不同精度的数据块,打破了大数据显示时显存与内存间容量和带宽的限制,通过交互策略动态遍历该树,实现对大... 详细信息

利用树形结构和纹理映射技术,在普通微机上实现对大数据量体数据的实时交互.依靠八叉树结构和显卡的硬件加速功能,将体数据划分为不同精度的数据块,打破了大数据显示时显存与内存间容量和带宽的限制,通过交互策略动态遍历该树,实现对大数据量体数据多精度的绘制.实验结果表明,文中方法在普通微机上可以大于10帧/s的速度交互操纵GB级以上的体数据.该方法可有效地降低体绘制对于硬件的需求,使得在较低配置下对其交互成为可能.

关键词：体绘制八叉树硬件加速自适应大数据量

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基于FPGA的高速实时FFT处理器设计

微计算机信息 2007年第2Z期23卷 194-195,153页

作者：付宜利王光国靳保哈尔滨工业大学机器人研究所 150001

为满足机器人敏感皮肤实时信号处理的要求,系统采用FPGA来实现快速傅里叶变换(FFT)算法。本文在分析了基-2FFT算法的基础上,采用同步流水线结构,利用现场可编程门阵列(FPGA)完成256点16位复数点FFT。实验结果表明,使用FPGA实现FFT具有... 详细信息

为满足机器人敏感皮肤实时信号处理的要求,系统采用FPGA来实现快速傅里叶变换(FFT)算法。本文在分析了基-2FFT算法的基础上,采用同步流水线结构,利用现场可编程门阵列(FPGA)完成256点16位复数点FFT。实验结果表明,使用FPGA实现FFT具有很好的实时性,能满足机器人敏感皮肤实时信号处理的要求。

关键词： FFT FPGA 块浮点状态机