500kV超高压架空输电线路巡线机器人的空间巡线方法研究

针对500 kV架空输电线路巡线机器人在越障过程中的线路辨识问题,提出采用激光扫面传感器实现巡线机器人在越障过程中的空间定位。阐述越障原理和越障中的巡线方法,采用一定的逻辑算法,利用激光传感器的反馈在三维空间中准确地定位线路,实现机器人在无人工干预状态下的自主越障。试验结果表明:基于激光传感器的越障巡线方法稳定可靠,实时性好,能满足实际运行中的巡线要求。     

基于有限状态机的输电线路巡检机器人自主越障运动控制方法

针对输电线路巡检机器人自主越障运动控制复杂、越障效率低等问题,以一款五臂式巡检机器人为例,通过规划与分析机器人越障动作序列,基于有限状态机理论,提出一种机器人自主越障运动控制方法。通过建立以传感器检测信息为迁移条件的越障运动控制模型,对机器人自主越障运动进行控制;将机器人置于线路环境进行巡检实验。结果表明：该机器人能自主识别并稳定、高效地跨越线路障碍,完成巡检任务,验证了机器人系统的合理性及自主越障运动控制方法的可行性。     

基于多传感器的超高压输电线路巡检机器人越障控制

根据500 kV超高压架空输电线路的结构及障碍特点,设计多传感器、多驱动器巡检机器人越障控制方案,提出采用多传感器二次定位方法实现巡检机器人越障时的空间定位.阐述系统的结构和越障原理,通过线下模拟实验环境,不断测试生成合理的知识库,实际越障时根据实测信号自动调用知识库完成自主越障动作.实验结果表明:传感器工作可靠,知识库和空间定位方法设计合理,巡检机器人能高效、快速、高精度地完成巡检及越障任务.     

架空输电线路巡检机器人的空间定位方法研究

提出了一种采用光电传感器为高压巡检机器人沿输电线路进行空间定位的方法.阐述了系统的结构和工作原理,通过合理布局的传感器测头及检测传感器的输出,并采用特定的逻辑算法,即可完成高压巡检机器人驱动轮与导线"对中",实现巡线机器人自主越障.运行实验表明:光电传感器工作可靠,导航方法简单可行,稳定识别精度为0.5mm,满足实际运行要求.     

模糊神经网络信息融合在移动机器人导航中的应用

提出一种基于模糊神经网络的多传感器信息融合方法,并将其用于自主移动机器人导航避障.采用多个超声波及红外传感器探测障碍物的距离和方向,用CCD摄像机来跟踪目标.经过模糊神经网络信息融合后,实现了机器人对障碍物和环境类型的识别以及无冲突的运动.试验表明,该方法能够实现机器人的安全避障.     

多传感融合测量的移动机器人高效消杀控制

疫情形势下,为解决狭窄空间、复杂曲面、无接触、安全自动消杀作业需求,设计一种多传感器融合测量的基于双车拼接的可移动自动消杀机械控制系统。设计可快速拆分组装的双车拼接全向可移动平台车,解决狭窄空间的转运难题,同时采用激光导航传感器构建场景坐标系,精确定位设备位置,使设备运行过程中定位精度达到±5 mm以内。设计激光测距传感器、避障传感器、消杀装置多传感器融合测量的扫描消杀装置,并基于KUKA机器人传感器接口RSI设计修正算法,实现复杂曲面消杀过程中末端姿态在线调整及安全防护。最后,针对消杀过程中现场无人工干预需求,采用远程控制方式,建立远程终端-可移动平台控制系统-机器人控制系统的控制网络,操作者在远程终端下达杀菌指令,可移动自动消杀机械控制系统根据杀菌范围构建杀菌路径并智能化自主完成杀菌任务。进一步地,搭建立式壁面以及弧顶消杀场景,消杀过程中位置偏差±3 mm,角度偏差±1.5°,控制策略对实际对象拟合精度较高,增大了有效杀菌作用面积。     

机器人工具坐标系标定中的非线性问题求解方法研究

疫情形势下，为解决狭窄空间、复杂曲面、无接触、安全自动消杀作业需求，设计一种多传感器融合测量的基于双车拼接的可移动自动消杀机械控制系统。设计可快速拆分组装的双车拼接全向可移动平台车，解决狭窄空间的转运难题，同时采用激光导航传感器构建场景坐标系，精确定位设备位置，使设备运行过程中定位精度达到±5 mm以内。设计激光测距传感器、避障传感器、消杀装置多传感器融合测量的扫描消杀装置，并基于KUKA机器人传感器接口RSI设计修正算法，实现复杂曲面消杀过程中末端姿态在线调整及安全防护。最后，针对消杀过程中现场无人工干预需求，采用远程控制方式，建立远程终端-可移动平台控制系统-机器人控制系统的控制网络，操作者在远程终端下达杀菌指令，可移动自动消杀机械控制系统根据杀菌范围构建杀菌路径并智能化自主完成杀菌任务。进一步地，搭建立式壁面以及弧顶消杀场景，消杀过程中位置偏差±3 mm,角度偏差±1.5°,控制策略对实际对象拟合精度较高，增大了有效杀菌作用面积。     

弧焊机器人的应用技术

分析了弧焊机器人系统的柔性化集成与优化,介绍了基于ＰＣ机的系统控制,多传感器信息融合及弧焊过程听智能控制技术,旨在推动弧焊机器人的应用和产业化进程。     

两轮同轴自平衡机器人多传感集成控制

针对自平衡机器人姿态检测的复杂性,提出了基于陀螺仪和加速度计联合检测的方法,采用双重滤波算法-卡尔曼滤波和DMP(Digital Motion Processing)滤波,准确获取机器人的姿态信息。针对控制过程姿态的多变性,提出了基于PID算法的三闭环反馈控制策略,且创造性地把超声波和红外传感器相结合,实现了机器人的自平衡、前进后退、转向和自主跟随等控制。通过爬坡和自主跟随实验测试,结果表明该机器人时间响应快、灵活性大、稳定性好。     

蛇形机器人越障研究

多机器人协调与合作作为一种新的机器人应用形式日益引起国内外学术界的兴趣与关注.然而,多机器人协调越障一直是机器人研究领域的一个难点.本文作者在建立并分析单机器人模块的结构模型以及最大越障能力的基础上,建立了链形机器人的结构模型,提出了一种新的越障方法.以链形机器人的弯举机构中的舵机为主要动力,推进机构的驱动电机为辅进行越障,推导出蛇形机器人越障的具体过程.在理论上论证了链形机器人的越障能力随着机器人的个数增加而相应增强.最后通过试验验证了本方法的有效性.     

基于单目稀疏法多传感器融合移动机器人定位

针对移动机器人室内定位过程中,单目视觉难适应光照变化、里程计累计误差导致定位误差较大问题,提出边缘侧多传感器融合的定位方法.以稀疏直接法(半直接法)作为单目视觉的前端,实时单目相机估计位姿,通过惯性传感器恢复尺度输出位置信息,并且获取IMU的加速度以及偏航角、里程计当前速度,通过扩展卡尔曼滤波算法融合3种传感器信息,实现更加精确的定位.在移动机器人侧处理传感器读取的信息,从而减小机器人体积.边缘侧混合式多传感器信息融合使移动机器人在单个传感器失效以及无法人为干预时,也能够精确实时地在多种复杂环境中完成自主定位.     

基于多传感器信息融合移动机器人导航定位研究

移动机器人的导航及定位是机器人自主导航的关键技术之一。为提高移动机器人的导航及定位能力,提出以多种导航定位传感器组合为融合单元,设计扩展卡尔曼滤波算法,将陀螺仪、里程计和电子罗盘采集的数据进行融合。设计模糊神经网络对所融合的数据进行训练处理,提高数据处理的精度和效率,实现对移动机器人精确的控制。并进行了仿真分析,结果证明：所提出的多传感器信息融合算法既可使移动机器人在复杂环境中自主定位,又实现有效避障,有实际参考价值。     

多传感器信息融合在移动机器人导航中的应用

通过实例描述了多传感器在移动机器人导航中的应用，建立了基于信息融合的导航体系结构，并详细描述了各个模块及其功能，最后通过MATLAB／SIMULINK环境下进行仿真实验，结果表明了多传感器信息融合方法在导航中的有效性。     

铝合金TIG焊接熔池状态多传感器数据协同感知算法

针对铝合金钨极惰性气体保护电弧焊(tungsten inert gas arc welding,TIG焊)过程中,焊接工艺参数的实时状态与焊缝熔池三维尺寸间的非线性对应关系,研究建立一种基于信息物理融合的多传感器TIG焊过程熔池状态协同感知计算方法. 首先,构建由红外温度传感器、电弧形态传感器、电弧能量传感器和焊接位置传感器组成的TIG焊过程熔池状态信息物理融合系统架构. 其次,考虑焊接过程中焊枪电弧的运动特性和测量噪声影响,设计基于温度、位置、能量传感器信息交互的熔池长宽深三维参数状态感知策略,并基于多传感器数据的异步和异构特性,提出了基于无迹卡尔曼滤波的焊接过程中熔池状态的多传感器数据协同感知算法. 针对7075超硬铝合金TIG焊过程进行熔池参数在线测量与辨识试验,结果表明,所提算法能够根据TIG焊过程多传感器数据实时计算熔池参数结果,焊缝宽度和焊缝高度计算结果误差基本上控制在10%以内,该算法响应时间基本控制在0.3 s内,能够较为准确地评估焊接过程中熔池的实时状态.     

多传感器信息融合在液压系统智能故障诊断中的应用

针对采矿工程机械液压系统故障诊断方法存在的局限性，提出了一种基于多传感器信息融合的智能故障诊断方尊。该方法采用模糊神经网络融合诊断中心作为故障诊断的执行机构，算法上采用BP算法。通过一实例论证了在液压系统故障诊断中采用多传感器信息融合故障诊断方法比采用单传感器信息故障诊断方法更具有准确性和可靠性。     

盘型激光焊接状态多传感信息融合分析

针对大功率盘型激光焊接状态,研究一种基于支持向量机的多传感信息融合分析方法.使用紫外、可视和红外波段的两个高速摄像机同时获取激光焊接过程中金属蒸气、飞溅和熔池动态图像.通过模式识别技术提取焊接过程多传感信息特征及进行数据主成分特征分析,并以焊缝宽度变化作为衡量焊接状态稳定性的参数.运用支持向量机融合各特征,通过网格搜索和粒子群算法优化支持向量机参数,建立基于支持向量机的多传感信息融合模型.结果表明,支持向量机多传感信息融合方法能够有效预测焊缝宽度变化趋势,为大功率盘型激光焊接状态的实时监控提供试验依据.     

基于多传感器融合的移动机器人定位研究

针对室内未知环境下单一传感器定位累积误差大、受环境局限等缺点,设计一种多传感器非线性融合定位系统,以提高移动机器人自主导航的定位精度。该系统通过高斯牛顿方程对由激光雷达、惯性测量单元、轮式里程计测量得到的位姿信息进行融合优化,补偿由于在室内环境信息下单一传感器定位精度低所带来的定位误差。实验结果表明:应用多传感器融合定位系统的移动机器人在长6 m、宽3 m的室内面对曲折复杂的路径和各种噪声干扰时运行总路程12.8 m后,可以将定位误差稳定在0.106 3 m内,并将平均相对误差稳定在0.716%左右。与现有方法对比,使用该方法提高了室内移动机器人定位的精度和鲁棒性。     

基于多传感器信息融合的液压机械手控制模型研究

本文在机械手力／位置混合控制的基础上，结合多传感器融合技术，提出基于多传感器信息融合的机械手控制模型，并将其应用于特种液压施工机械手中，实现了机械手混合控制中力和位置反馈的决策融合，提高了反馈参数的精度和机械手控制系统的跟踪能力与可靠性。