机器人姿态解算算法研究

在机器人惯性导航研究中,针对传统滤波方法在非线性系统模型下误差大的问题,提出了一种基于改进粒子滤波的机器人姿态解算方法。粒子滤波精度较高且不受系统模型非线性程度的影响,与扩展卡尔曼滤波算法相比在非线性系统应用中有巨大的优势。使用扩展卡尔曼滤波对系统状态进行预测,使粒子分布向高似然区移动。对粒子滤波算法的重采样过程进行了改进,提升了算法的效率。不同的地面环境下系统噪声有较大变化,将地面环境信息作为观测信息融合到系统中,对算法参数进行实时修正能够获得更高的精度。实验结果表明,应用此算法进行姿态解算精度较高,且性能优异。     

基于运动相对性的六足机器人机体运动规划

将处于支撑相的六足机器人视为时变的并联机构进行运动学分析,给出了姿态给定情况下机体工作空间的确定方法及边界方程。在此基础上基于运动相对性原理,提出将机体的运动规划转化为足端轨迹规划的方法,从而简化机体运动规划中逆解的求取问题,并通过仿真与实验进行了验证。结果表明：六足机器人在支撑相内机体的工作空间为至多是支撑腿条数个空心球体的交集,利用运动相对性原理对支撑相内机体的运动规划问题进行转化简便、可行。     

一种轻量化卷积神经网络的行为识别模型

针对当前深度学习模型对硬件计算能力要求较高,难以在机器人控制系统中实际应用等问题,以智能护理机器人为应用背景构建了一种轻量化的卷积神经网络模型。首先,模型采用两层卷积层对行为进行特征提取,减少网络层数对硬件系统计算能力的要求。其次,为了有效提取人体行为特征,在卷积神经网络模型中引入跨层结构,以融合高层特征信息与低层特征信息,提高模型的识别效果,并建立了根据老年人的行为方式采集的具有4种行为类别的数据集。通过试验对比其他高性能行为识别模型的准确率及计算模型自身的运行速度,证明了文中提出的方法在有效识别人体行为的前提下可以应用在运算能力较差的机器人硬件系统中,具有良好的实际应用价值。     

3-RSS/S踝关节康复并联机器人的动力学建模及仿真

推导了3-RSS/S踝关节康复并联机器人的雅可比矩阵,利用拉格朗日方法建立了其动力学模型,并根据设计参数进行了动力学仿真分析,得到的驱动力矩曲线连续平滑,表明机器人可控性好.     

表土段斜井井筒的支护设计

 根据正行煤矿的工程地质条件,进行了进风行人斜井表土段支护的施工图设计,并运用直墙拱衬砌结构模型（考虑弹性抗力）进行内力计算。计算结果表明需对衬砌结构进行配筋才能满足斜井的安全使用,为现场顺利施工提供了依据,对同类条件下斜井表土段支护具有指导意义。     

基于改进Efficientdet的自动驾驶场景目标检测

针对自动驾驶场景中车载平台计算资源有限及小目标检测精度较低等问题,提出一种基于Efficientdet的单阶段目标检测框架Efficientdet-Gs.通过重构倒转残差瓶颈MBConv来改进主干网络Efficientnet,在不牺牲精度的同时降低了网络的参数量和计算量;设计多尺度注意力机制模块应用于特征融合网络,进一...     

基于离散化的六足机器人自由步态规划

为精细模仿生物步态,充分发挥六足机器人运动潜能,本文在离散化机器人足端轨迹的基础上,融合中枢模式发生器(central pattern generator,CPG)模型与反射模型的核心思想,建立了离散化步态模型,结合稳定性分析,构建了机器人稳定的位置状态空间,将复杂的步态规划问题转化为稳定的位置状态空间中位置状态间的排序问题,在此基础上,提出了一种新的自由步态生成算法,并基于平均稳定裕量对该算法进行了优化.样机步态实验结果表明,自由步态生成算法与自由步态优化算法均可生成在一定程度上符合生物运动特点的稳定步态,实现机器人运动过程中速度的动态调整,跨越宽度为步距的障碍,且基于平均稳定裕量的自由步态优化算法生成步态的稳定性要远大于自由步态生成算法.     

基于虚拟现实踝关节康复系统的研究

将虚拟现实和机器人技术引入到踝关节的康复工程,根据康复医学的运动疗法和作业疗法,为患者研制出踝关节康复系统,实现了踝关节的运动控制,并构建了虚拟环境仿真平台.借助于触觉感知接口的力反馈作用可以使患者感觉到踝关节受到的作用力.提出踝关节功能康复测评方法,并建立患者康复病案数据库.踝关节康复系统为患者提供有效的运动功能恢复的工具.     

基于分块图像直方图的标定板方位分析方法

在手眼标定过程中,获取的机械臂和标定板图像数据对手眼标定的结果影响非常大。若获取的数据不理想,标定结果可能存在较大的误差。针对在线手眼标定过程中,需要自动控制机械臂采集有效图像的问题,提出了一种基于分块图像直方图的标定板方位分析方法。采用该方法对图像进行分块处理,为获得图像方位信息提供依据;提取分块图像的直方图,并根据二级高斯拟合方法得到峰值、峰值位置以及半宽信息;通过对比阈值与峰值位置并求解峰面积,得到标定板的方位信息,为机械臂下一步的运动提供指导。实验结果表明:采用该方法可以准确判断标定板的方位,提高标定板图像采集的效率和准确度。     

一种改进SURF特征匹配的装配工件快速识别方法

在工件装配过程中,针对基于SURF算法的工件匹配识别过程速度慢、实时性较差的问题,通过对K-Means聚类算法以及机器学习中文本检索方法进行研究,推导了基于聚类算法的特征点种类词袋模型,对特征点类别进行统计.提出反向标记法生成目标物体描述向量.在物体匹配识别阶段,对待检测物体的描述向量分段进行匹配并选取满足阈值条件的子...