无人机视觉定位与避障子系统研究

以无人机视觉定位与避障系统为研究对象,利用单目视觉定位与红外线传感器相结合的方式,准确识别障碍物,然后利用RGB模型进行图像处理,将图像二次分割,得到图像的轮廓曲线边缘,结合红外测距的数据结果,确定障碍物的位姿等信息。建立碰撞圆锥模型,实现无人机以特征点为圆心、危险距离为半径的绕行路线,实现避障。实验证明,AABB视界区碰撞模型能精确判断无人机飞行路径中的避障,提高无人机飞行效率。     

微操作机器人系统的研究开发

介绍了国家自然科学基金资助课题“微动并联机器人的研制”、“面向生物工程及显微手术的微操作机器人系统”的部分成果,讨论了微操作机器人系统亟待解决的一些问题,阐述了在构筑微操作机器人过程中应特别注意的一些关键技术理论。     

基于双目全景视觉的无人机避障技术探究

无人机经常应用于复杂的环境之中,该环境要求无人机具有自动避障功能。在常用的避障技术中机器视觉具有不可替代的作用,而双目全景视觉集中了双目和全景的优势,在无人机避障领域具有广阔的应用前景。详细分析双目视觉技术、全景视觉技术及双目全景视觉技术的结构和原理,并提出基于双目全景视觉的无人机避障技术流程和该技术未来的发展方向。     

基于神经网络模糊控制的单目无人机视觉避障方法研究

为了提高单目无人机航行安全性能,提出基于神经网络模糊控制的单目无人机视觉避障方法。结合SURF算法采集单目无人机运行路径,优化无人机规避功能模块的功能,规范无人机航行参数标定数值。根据采集到的参数数值,选择并筛选单目无人机航行路径。计算单目无人机障碍物避让路线数值,选择最优避障路线,实现单目无人机视觉避障方案的准确选择,保证运行安全和稳定。通过实验证实,基于神经网络模糊控制的单目无人机视觉避障方法具有较高的避障有效性和实用性,可以更好地保障无人机航行安全,充分满足研究要求。     

机械臂环境三维重建与避障算法研究

为了解决机器人在未知环境中的避障规划难题,提出了一种基于视觉的三维重建与避障规划方法。通过深度相机（RealSense D435i）与机械臂组成手眼系统,首先,根据目标物体与ArUco码的相对关系,通过相机获取的ArUco标记上的特征点坐标,求解出目标物姿态;然后,改进三维重建方法,通过融合机械臂工具末端位姿和多帧点云数据,对环境进行较高精度的三维重建,作为后续规划的障碍空间;最后,应用了快速扩展随机树（RRT）的改进算法进行机械臂的避障运动规划。研究搭建了仿真及控制平台,来进行验证。实验表明：环境三维建模的精度维持在8mm以内,避障成功率为96.5%,平均规划时间为1.2s,验证了方法的可行性。     

基于全自主机器人避障控制方法的研究

介绍了全自主机器人避障控制的基本方法,对目前应用在全自主机器人避障过程中比较普遍的几种控制方法进行了详细的阐述并对各自的优缺点进行了评价。     

智能移动机器人的多传感器控制避障研究

针对我们现实生活中未知的、时变的周围环境,提出了一种基于多传感器的自主移动机器人在多障碍物环境中智能避障的设计。利用自身安装的四探头一体防水超声波传感器、红外传感器为有效的环境感知提供障碍物的距离数值,采用核心芯片STM32F407处理多传感器获取到的距离数据,并将控制指令输入到执行单元。对其主控制电路、各个传感器接口的设计实现了移动机器人避障控制系统的硬件设计。通过对获得的多组传感器实验数值的分析以及对机器人样机的多次测试验证了其设计的可行性。     

面向MEMS构件在线检测和三维外型测量的立体视觉系统

开发了可用于MEMS微制造和微装配过程的一种面向MEMS构件的在线监测和三维外型测量的视觉系统。介绍了该系统的设计、结构、工作原理及实现，并讨论了立体视觉模块的一些关键技术。参考微操作系统的原理，将立体视觉技术引入MEMS构件的检测，实现了由体视显微镜和一个CCD摄像机构建光学系统的三维外型视觉测量系统。实验结果表明，该系统是一种有效的三维检测解决方案。加以少量结构改进，该系统可以用于微制造和微操作过程中对MEMS构件的在线监测和三维外型的视觉测量。     

任务空间内钻锚机器人掘进避障距离控制

针对钻锚机器人在狭窄掘进任务空间中掘进容易与非煤壁、其他意外障碍物物体产生碰撞,出现安全隐患的问题,提出任务空间内钻锚机器人掘进避障距离控制方法.通过激光雷达视觉获取障碍物信息,将框架轮廓底边中心作为障碍物测距点,确定障碍物位置信息,基于D-H参数坐标系,进一步确定钻锚机器人在当前状态下的掘进位姿.根据确定结果,构建钻锚机器人掘进避障控制模型,利用该模型实时检测钻锚机器人与障碍物之间的距离关系,并设定门限值,判断距离信息是否超过门限值,若超过则需要调整钻锚机器人位姿,若没超过则继续向前掘进,从而实现钻锚机器人掘进避障控制.实验结果表明:所提方法的避障距离控制和避障控制效果好,避障成功率高于90％,控制时间低于90ms,验证了该方法的有效性.     

一种基于视觉避障及导航功能的机器人设计

以机器人为研究对象,利用较低成本设计并开发了一种基于机器视觉的,能实现有效避障和自动导航的服务机器人系统;通过机器人设计方案的整体阐述和研发过程的具体分析(包括硬件结构与外观的设计、机构功能电路的调试、视觉避障与引导线标志实现导航的控制等),为机器人技术在专业实践领域中的应用奠定基础。     

RESEARCH ON EXPERT SYSTEM OF FAULT DETECTION AND DIAGNOSING FOR PNEUMATIC SYSTEM OF AUTOMATIC PRODUCTION LINE

Fault detection and diagnosis for pneumatic system of automatic production line are studied. An expert system using fuzzy-neural network and pneumatic circuit fault diagnosis instrument are designed. The mathematical model of various pneumatic faults and experimental device are built. In the end, some experiments are done, which shows that the expert system using fuzzy-neural network can diagnose fast and truly fault of pneumatic circuit.     

工程图形和符号识别中的时序建模技术研究

介绍了应用于工程图形和符号识别的三种时间序列建模方法,分别为：复数域自回归横型、复数域非线性指数自回归模型和复数域阈值非线性自回归模型。分析了每种模型的性质和适用范围,设计了针对不同模型的模式分类器。理论和试验都证明了时序建模方法在工程图形和符号识别领域具有良好的应用效果。     

基于照片的实体建模方法的现状及展望

基于照片的实体建模方法指通过摄像、图像处理获得物体三维模型的方法。该方法源于计算机视觉,是一种方便快捷的三维建模方法。对基于照片的实体建模基础理论与方法进行了论述,并对目前国内外的研究动态进行了分析,提出了进一步研究的方向。     

航空发动机叶片实时成像自动检测技术研究

为了实现航空发动机叶片X射线实时成像自动检测,以基于平板探测器的X射线实时成像系统为研究对象,根据射线实时成像的特点,对航空发动机叶片缺陷的提取技术进行了研究。根据航空发动机叶片X射线数字图像灰度变化的特点,将叶片图像划分为6个区域,分别进行基于扫描线的自适应中值滤波模拟出缺陷的背景:将原始图像与背景图像相减,获得背景平坦、缺陷突出的差值图像;通过对差值图像进行阈值分割,实现对缺陷的分离;用数学形态学的开运算对缺陷图像滤波以去除噪声;为保证缺陷的准确性,用区域生长法重新生长出缺陷:最后提取出缺陷的特征参数。将缺陷提取的结果和人工评片的结果比较,证明这种方法是准确、有效的,为实现航空发动机叶片X射线自动检测打下了良好的基础。     

整体式空间3自由度精密定位平台的优化设计与试验

根据柔顺薄板的弹性变形原理,设计一种整体式空间三自由度柔顺并联微动平台.分析该平台的输入耦合特性,对三种输入耦合形式对定位精度的影响进行讨论.基于有限元法,给出平台的刚度模型,对平台的结构尺寸进行优化设计,并通过ANSYS仿真分析验证优化结果的正确性.在此基础上进一步建立平台的位置正解和位置逆解方程,对平台的定位精度进行试验研究,提出一种基于理论分析模型的试验修正方法,该方法能有效提高平台的定位精度,研究表明该平台具有亚微米级的定位精度.     

机床在线监测与突发故障自动保护系统的研究

针对汽车工业等制造业的特点研制了关键设备的在线监测与突发故障自动保护系统。选择与机床工作状态因果关系明显的主驱动系统电流、功率、扭矩、电网电压及机床振动等信号作为在线监测信号。采用阈值监测模式，选用ＳＴＤ总线结构的工业控制计算机，以双机并行工作的方式构成模块化实时监控系统。并实际应用于工业现场，取得了良好的效果。     

带式输送机动力学及其计算机仿真的研究

针对大型带式输送机动态设计问题,建立了起动和停机过程的动力学模型,其特点是综合考虑了阻力的作用、输送带为粘弹性、拉紧装置分为2自由度。讨论了停机方式和计算方式的关系。提出了一种梯形加速度起动曲线。以多驱动带式输送机系统为对象,采用跟踪控制方法建立了控制起动、停机过程的动态分析算法。开发了动态设计软件BCD.20,通过对实际系统的仿真,证明了算法和软件的正确性;得出控制起动方式输送机有较好的受力状态,不同的停机方式输送带的张力分布是不同的等结论。     

微电子机械系统中典型构件的力电耦合分析及其应用研究

力电耦合是大多数微电子机械系统（尤其是以静电驱动的微机械）的重要特征。文中采用有限元（FEM）结合边界元（BEM）的方法来混合求解MEMS中的力电耦合问题,利用自行研制的程序给出了几种典型构件（平行板、悬臂梁和固支梁）的分析结果,并同其他商业软件（ANSYS和Intelisuite）的计算结果进行了比较。同时,还将这种分析方法应用到微继电器的设计和MEMS构件残余应力的检测中。     

微型材料的拉伸测试方法研究

微电子机械系统技术的迅速崛起,推动了微型材料拉伸测试方法的发展。文中列举几种典型的微型材料拉伸实验方法,具体说明其驱动方式、力和位移测试原理,并介绍实验中的难点,如试样加工、夹持和对中等方法。并进一步分析能满足未来发展需求的拉伸测试原理。     

端铣工艺非线性动力学特性的研究

混沌是非线性动力学系统的一种运动形式。作为机械振动理论的一个新的研究分支,它得到了大量的研究。机床—刀具—工件—夹具作为一个复杂的非线性动力学系统,存在大量的非线性因素影响着系统的特性。通过研究系统相空间的Poincaré截面和最大Lyapunov指数,对端铣铣削工艺中的混沌现象进行了研究。