基于MATLAB Robotics Toolbox的四足机器人轨迹仿真与优化

仿生四足机器人的足端轨迹对其运动状况具有重要作用。MATLAB Robotics Toolbox可用于机器人的建模、求正反解、末端轨迹规划等仿真与分析工作。四足机器人末端只有3个自由度的结构,通过MATLAB Robotics Toolbox来求解与仿真存在一定的缺陷。文中通过研究该工具箱的底层函数,发现出问题的原因是其中的“ikine”函数不适用。文中通过改用反解公式来代替"ikine"函数,对该工具箱进行有针对性的二次开发。同时,增加优化算法对逆向运动学的多解问题按照角度变化最小原则进行优选。对设定轨迹的实时动态仿真结果显示其行走的过程自然平缓,关节转动特性曲线在合理范围内,证明了该优化算法的有效性与合理性。     

基于导频的信道估计算法的研究

为了解决在恶劣信道条件下,信道插值算法的性能与灵活性问题,给出一种应用于工程实现的三次样条插值的简便算法。通过对三次样条插值仿真算法和其它基于插值估计算法的仿真比较,结果表明：三次样条插值在对复杂信道的估计方面,与其它基于插值的估计算法相比,具有更好的性能;同时,它不需要导频等间隔,在工程应用中更具灵活性。另外还对基于导频的信道估计中常用的插值算法的性能、特点进行了系统的分析和比较。     

工业装配机器人轨迹规划算法研究

针对装配机器人运动过程中的振动和机构冲击问题,提出一种正弦加速、直线插补和五次多项式插值相结合的轨迹规划算法。采用正弦加速的插补算法解决了震动问题,采用分段轨迹规划的方法优化了机器人运动轨迹,减少了机构冲击。通过Matlab轨迹仿真和三菱rv-13f机器人实验验证表明,所提算法规划出的机器人运动轨迹连续、平滑且无冲击。通过与常用算法比较证明该算法提高了装配机器人运动的平滑性,有助于减少机构间的冲击,延长机器人的使用寿命。     

基于插值法和皮尔逊相关的光伏数据清洗

为了提高光伏发电预测的准确性,优化光伏发电,达到对能源的充分合理利用,光伏数据必须有良好的质量,数据清洗尤为重要。文中提出了一种基于三次样条插值和皮尔逊相关的光伏数据清洗方法。首先删除冗余数据并对异常数据进行判定,再根据光伏数据的特性,针对不同异常数据进行结合三次样条插值和皮尔逊相关的数据重构。Matlab仿真结果表明本清洗方法能有效过滤异常并实现对异常数据的重构,与其他常用清洗方法相比本清洗方法的数据利用率和重构正确率更高。     

基于激光视觉传感器的机器人实时焊缝跟踪方法

为实现变姿态焊接过程的实时焊缝跟踪,提出基于机器人坐标系下绝对焊缝轨迹的实时跟踪算法。将线式激光传感器安装在机器人的法兰盘上,且位于焊枪运行的前方。焊接过程中,激光传感器连续采集焊缝位置信息,并结合手眼标定矩阵以及机器人实时姿态,将传感器采集的焊缝坐标转换到机器人基础坐标系下,从而形成空间绝对焊缝轨迹;再根据焊枪的当前位置与焊缝的空间绝对轨迹生成位置偏差。为了提高计算精度,提出采用三次非均匀有理B样条进行数据插值和检索;最后,将位置偏差变换到焊枪工具坐标系下进行实时修正。实验结果表明:该跟踪算法能够实现焊接机器人针对变姿态焊接过程的连续跟踪,跟踪过程平滑光顺,跟踪整体精度优于0.5 mm。基本满足焊缝实时跟踪应用的一般要求。     

基于变增益自抗扰技术的机器人轨迹跟踪控制方法

本文针对机器人轨迹跟踪控制精度和初始峰值问题,提出一种变增益自抗扰控制器轨迹跟踪控制方法.首先,采用跟踪微分器将逆运动学解处理为插值点区间,设定插值点选取规则及冲击力目标函数.然后,根据目标函数选取插值点拟合得到的轨迹曲线.最后,在考虑机器人动力学下设计轨迹跟踪控制器.仿真和实验结果表明,优化的方法冲击力减少39.8％...     

求最平坦的三次样条插值的粒子群优化算法

在分析了样条函数插值基础上，提出最平坦的三次样条插值问题，并提出了利用粒子群优化算法解决该问题。最后给出了一个实例。     

基于改进型B样条分层插值的汽车零件检测研究

在汽车零件的在线装配过程中,为了减小由理论数模与实际位置之间的偏差导致的装配误差,设计了改进型B样条分层插值算法。首先,根据点云重建曲面的曲率分布对初始数据进行分层,然后再通过三次B样条插值算法获得实际零件点云与数模点云的偏差分布,最后由绝对距离偏差值推导得到路径补偿归一化系数,从而实现对汽车零件自动检测的扫描路径优化。仿真对包含直角、棱边及孔洞特征的零件进行分析,结果显示点云去噪效果良好,重建曲面形貌符合实体零件特征。实验对比了直接重建与采用三次B样条分层插值算法优化后的重建效果,通过对300个测试点的数据统计,三个坐标轴方向的位置优化前后平均误差分别为3.345 mm和0.599 mm。可见,优化后位置预测精度得到了较好的提升,为提高扫描路径精度奠定了基础。     

高性能在线B样条插值器的设计与FPGA实现

插值在信号处理领域有着广泛的应用,人们提出了各种插值算法。B样条插值是一种插值性能很好的算法,而且存在高效实现算法,易于硬件实现。文中对3次B样条插值进行了详细分析,研究了3步滤波的插值算法。通过对3次B样条插值和3次样条插值仿真结果进行比较,确定了最终实现算法。最后,用Verilog代码实现了该插值算法,并且用X ilinx公司的Vertex-Ⅱpro 100芯片进行了测试。     

三次样条插值在称重仪表误差补偿中的应用

介绍了采用三次样条曲线插值方法对称重仪表的非线性误差进行修正的方法,该修正方法对于线性误差较大的传感器有很好的补偿效果,在某些测量精度较高的场合采用三次样条曲线插值可以获得比流行的多段折线线性补偿方法更高的精度。通过对一款5位半仪表采用三种误差处理方法比较,验证了三次样条曲线插值误差补偿方法对传感器误差的补偿效果。该方法对于其他的数据采集系统精度提升有一定的借鉴意义。