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基于视觉的仿人机器人自主抓取研究

华南理工大学学报（自然科学版） 2024年第7期52卷 53-61页

作者：张续冲杨俊华南理工大学设计学院广东广州510006

随着机器人技术的发展,仿人机器人在多个领域展现出应用潜力和价值。针对仿人机器人,基于机器视觉进行自主抓取研究,旨在提高仿人机器人在自然环境中的抓取适应能力和动作仿人性。在机器视觉方面,硬件采用Realsense-D435深度摄像头,利用... 详细信息

随着机器人技术的发展,仿人机器人在多个领域展现出应用潜力和价值。针对仿人机器人,基于机器视觉进行自主抓取研究,旨在提高仿人机器人在自然环境中的抓取适应能力和动作仿人性。在机器视觉方面,硬件采用Realsense-D435深度摄像头,利用YOLO(You Only Look Once)物体检测模型实现目标物体的识别、空间定位、深度图裁切和目标点云生成,并根据目标点云与标准点云的配准算法(ICP)获取物体的姿态,通过D-H法对机器人头部进行建模,将物体的位置和姿态由相机坐标系转换为机器人坐标系。在运动规划上,参照人手臂的抓取规律,将抓取过程分为9个基础动作:初始位、移动至预抓取位、抓取物体、提起物体、搬运物体、移动至放置位、放置物体、退出位和回到初始位,针对不同物体确定对应抓取姿态,以提高抓取成功率,根据视觉获取的抓取点和放置点,自主计算余下的关键点,并以空间弧形作为抓取轨迹,通过Matlab仿真,验证抓取过程机械臂末端运动轨迹和关节轨迹的合理性。最后进行物体抓取实验,结果表明,仿人机器人在自然环境中能够快速准确地识别和定位不同物体,并能成功进行抓取和搬运,成功率均在80%以上,并且能够兼顾动作的仿人性,验证了所提出方案的有效性。本研究可促进仿人机器人在人类日常生活中的应用和普及。

关键词：仿人机器人视觉识别空间定位自主抓取运动规划

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低合金化镁合金熔化焊接组织调控研究进展

中国有色金属学报 2024年

作者：宰乐童鑫王云张昊薛小怀上海交通大学材料科学与工程学院布鲁内尔大学先进凝固技术中心

低合金化镁合金因其可加工性好、耐蚀性优异和成本低等优势，成为变形镁合金发展的重要趋势之一。焊接连接已成为推广应用这类材料的关键。然而，低合金化镁合金在焊接过程中存在焊缝晶粒粗大、有效强化相较少等组织软化问题，导致焊接... 详细信息

低合金化镁合金因其可加工性好、耐蚀性优异和成本低等优势，成为变形镁合金发展的重要趋势之一。焊接连接已成为推广应用这类材料的关键。然而，低合金化镁合金在焊接过程中存在焊缝晶粒粗大、有效强化相较少等组织软化问题，导致焊接强度不匹配等挑战。本文基于镁合金焊接冶金学的相关理论，重点总结了调控低合金化镁合金焊缝组织的方法，并系统论述了焊缝组织演变过程和机理。最后，针对这类合金在焊接方面的应用需求，对该领域的发展趋势进行了展望。

关键词：低合金化镁合金熔化焊接焊缝组织晶粒细化工艺调控

从视点到空间:基于点云的景观空间视觉特征量化分析方法

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风景园林 2024年第7期31卷 115-121页

作者：张潇涵程子倩张宁慕尼黑工业大学工程与设计学院东南大学建筑学院

【目的】景观空间视觉特征是衡量景观空间品质的重要标准之一。过往基于三维模型、二维照片的分析方法难以兼顾对视觉界面平面维度与纵深维度空间信息的量化分析,对于较大尺度的城市公园空间视觉特征研究与设计实践的适用度较低。对景... 详细信息

【目的】景观空间视觉特征是衡量景观空间品质的重要标准之一。过往基于三维模型、二维照片的分析方法难以兼顾对视觉界面平面维度与纵深维度空间信息的量化分析,对于较大尺度的城市公园空间视觉特征研究与设计实践的适用度较低。对景观空间视觉特征进行量化分析有助于设计师认知场地空间形态的关键特征。【方法】提出一种将点云可视化技术与ArcGIS空间分析相结合的方法,包括点云模型数据获取与处理、空间单元划分与视点生成、人群视觉模拟与特征指标计算、空间单元视觉特征可视化与分析4个步骤。借助该方法,以南京市情侣园为例,选择延伸度、开敞度、复杂度、绿视率和天空率5个视觉特征指标进行量化分析。【结果】空间单元内部不同位置的视觉特征指标数值差异可能与单元内要素的空间分布特征存在联系。空间单元中心视点的视觉指标计算结果在反映单元整体的视觉特征上存在一定局限。【结论】相较于过往的分析方法,该方法能够更加全面和直观地展现多种视觉特征指标在空间中的数值分布及连续变化情况,且具有综合分析多个指标的潜力。该方法在探究景观空间的视觉特征与人群行为偏好间的关联机制、预测人群行为活动等领域具有一定应用前景。

关键词：景观视觉感知城市公园数字景观技术景观空间形态视觉特征点云

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学习者需求视角下的红安绣活数字化传承研究

包装工程 2024年

作者：郑小茜卢骏杰黄馨玉王妍湖北工业大学工业设计学院

目的针对红安绣活对青年群体吸引力弱、传承效率低等问题，以青年群体对于红安绣活的学习者需求为导向，研究红安绣活的数字化传承路径。方法通过实地对非遗传承人的访谈与文献研究，从外部触摸层、中间行为层以及内部感知层三个层面对... 详细信息

目的针对红安绣活对青年群体吸引力弱、传承效率低等问题，以青年群体对于红安绣活的学习者需求为导向，研究红安绣活的数字化传承路径。方法通过实地对非遗传承人的访谈与文献研究，从外部触摸层、中间行为层以及内部感知层三个层面对红安绣活进行文化分析，从学习金字塔角度解构学习者学习红安绣活的传承过程，设计并发放Kano模型问卷，对青年群体的学习者需求进行分析、筛选，最后将其应用到红安绣活学习手机应用程序界面设计中。结果将青年群体特征纳入文化传承中，能够创新性地通过学习金字塔与Kano模型的角度描述、转译学习者需求，并将学习者需求通过手机应用程序界面（APP)设计进行数字化转化。结论从学习者需求的视角构建了红安绣活数字化传承页面，为其活态化发展提供了借鉴意义。

关键词：学习者需求红安绣活 Kano模型

基于改进概率语言比较方法和TODIM的个性化在线决策方法

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计算机应用与软件 2024年

作者：王琦尤印莉湖北工业大学工业设计学院

针对在线评论对决策的重要参考作用及表意模糊的特征，研究基于在线影评构建概率语言环境下的改进TODIM排序模型。根据概率语言术语集独特的反映多粒度情感及概率的特性构建评论情感量化模型；因现有概率语言数计算中存在合理性存疑的... 详细信息

针对在线评论对决策的重要参考作用及表意模糊的特征，研究基于在线影评构建概率语言环境下的改进TODIM排序模型。根据概率语言术语集独特的反映多粒度情感及概率的特性构建评论情感量化模型；因现有概率语言数计算中存在合理性存疑的问题，改进距离测度并重新定义得分函数，探索将模糊数转化为精确数的方法；并建立考虑属性间相互关系的改进DEMATEL方法。接着，考虑到消费者的风险偏好心理，该算法设计概率语言扩展TODIM方法确定最终排名。以豆瓣电影排序为例，验证该方法的合理性。

关键词：在线评论电影排序概率语言术语集 TODIM 用户个性化

基于参数化建模和3D打印的座椅轻量化设计方法

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林业工程学报 2024年第5期 180-188页

作者：郑祖芳李泽军郭世昆湖北工业大学工业设计学院

为了更好地满足现代消费者对座椅产品的个性化和情感需求，实现座椅结构的轻量化，基于参数化设计理念，选取一体化成型的潘通椅作为研究对象进行设计研究，提出一种参数化建模方法，使用三维建模软件犀牛(Rhino)和参数化插件Grasshoppe... 详细信息

为了更好地满足现代消费者对座椅产品的个性化和情感需求，实现座椅结构的轻量化，基于参数化设计理念，选取一体化成型的潘通椅作为研究对象进行设计研究，提出一种参数化建模方法，使用三维建模软件犀牛(Rhino)和参数化插件Grasshopper完成了3个多孔结构的参数化设计方案。为了进一步验证设计优化方案在实际应用中的可靠性，选取其中一个方案使用ANSYS有限元分析软件进行了应力分析、应变分析和疲劳分析。分析结果显示，该方案在各种工况下均表现稳定，验证了其在实际应用中的可行性；最后采用3D打印技术将有限元分析的三维模型进行实体化，让座椅个性化成为可能，满足了消费者的个性化情感需求。研究基于参数化和3D打印技术，运用参数化建模方法，对潘通椅进行设计研究，通过有限元分析验证了此方法技术路线的可行性，实现了座椅结构的轻量化，赋予了产品差异化，给消费者带来了不同的个性化情感体验，从而为家具行业的数字化设计和制造发展提供参考。

关键词：参数化设计轻量化设计 3D打印产品设计计算机辅助设计

设想、探问、设计——评2023年荷兰设计周

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装饰 2024年第1期 62-73页

作者：黄思源李雪亮薛海安代尔夫特理工大学工业设计工程学院南方科技大学创新创意设计学院

作为荷兰设计蓬勃发展的重要展示窗口,2023年荷兰设计周浓缩展现了荷兰设计风格的多面性:从功能到装饰,从理性思考到情感关怀,从批判到启发的平衡与融合。本届设计周以“想象一下”为主题,鼓励参与者采用多元视角与方法构建连接当下与... 详细信息

作为荷兰设计蓬勃发展的重要展示窗口,2023年荷兰设计周浓缩展现了荷兰设计风格的多面性:从功能到装饰,从理性思考到情感关怀,从批判到启发的平衡与融合。本届设计周以“想象一下”为主题,鼓励参与者采用多元视角与方法构建连接当下与未来的设计话语,并探求新的认知、实践和发展方向。响应荷兰设计基金会提出的五大设计使命——地球的繁荣、良好的生活环境、健康与福祉、社会平等及数字化的未来,设计师和艺术家们通过形式各异的作品呈现了设计在解决复杂社会问题、促进社会创新、提升公共福祉以及推动可持续发展方面的潜能与价值。

关键词：荷兰设计周设计使命多元视角话语构建设计实践

基于VB-EKF的GPS/INS松组合导航定位算法

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计算机应用与软件 2024年第6期41卷 282-286页

作者：侯华程萌黄鼎盛郭胜杰王天昊河北工程大学信息与电气工程学院河北邯郸056038 英国布鲁内尔大学工程、设计和物理科学学院英国伦敦UB83PH

针对应用在无人机(Unmanned Aerial Vehicle,UAV)中的全球定位系统/惯性导航系统(GPS/INS)松组合导航非线性系统受到外界噪声干扰导致量测噪声在滤波时不断变化,从而造成滤波精度下降等问题,提出一种变分贝叶斯扩展卡尔曼滤波(VB-EKF)... 详细信息

针对应用在无人机(Unmanned Aerial Vehicle,UAV)中的全球定位系统/惯性导航系统(GPS/INS)松组合导航非线性系统受到外界噪声干扰导致量测噪声在滤波时不断变化,从而造成滤波精度下降等问题,提出一种变分贝叶斯扩展卡尔曼滤波(VB-EKF)算法。该算法利用EKF(Extended Kalman Filter)将非线性系统中的状态函数和量测函数展开为线性方程,并将两个不同的导航系统数据进行融合,避免了单系统导航定位发散的问题。考虑到组合系统中量测噪声的时变特性,引入变分贝叶斯算法进行改进,有效解决了系统滤波精度下降问题。仿真结果表明,VB-EKF较EKF算法可有效提高滤波稳定性,进而提高系统导航定位精度。

关键词：无人机全球定位系统惯性导航系统组合导航变分贝叶斯扩展卡尔曼滤波

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上海市建设用地与人口变化的关联特征及展望

自然资源学报 2024年第5期39卷 1160-1173页

作者：游猎刘晓琴陈睿山上海交通大学设计学院上海200240

系统研究建设用地与人口的时空耦合关系,是优化调整建设用地与人口政策,提高土地资源利用效率的理论基础。利用1990年以来四次人口普查数据与多时期土地利用遥感监测数据,基于人口—建设用地变化率模型分析1990—2020年间上海市域及16... 详细信息

系统研究建设用地与人口的时空耦合关系,是优化调整建设用地与人口政策,提高土地资源利用效率的理论基础。利用1990年以来四次人口普查数据与多时期土地利用遥感监测数据,基于人口—建设用地变化率模型分析1990—2020年间上海市域及16个行政区建设用地面积与人口数量的时空变化特征和耦合关系。研究发现:(1)30年间上海市建设用地和人口均大幅扩张,强度剧烈,呈典型的蔓延特征。(2)全市16个区人口用地变迁同时呈现空间分异和地理邻近特征。(3)在近郊区和远郊区变迁强度先增后减的同时,部分中心城区出现人口用地的减少。研究结果反映出30年来上海市人口用地变化与城市发展呈现出一种“补偿式启动、扩张式发展、收缩式平衡”的阶段性特征。首次提出了变迁强度、弹性等概念和计算方法,并加入地理信息增强结果可视化,为超大城市人地关系提供了评价方法和价值导向,可为相关政策制定和规划编制提供参考。

关键词：人地关系人口—建设用地变化率模型人居空间变迁模型关联特征上海