基于专家系统的焊枪姿态智能控制系统

针对管道焊接机器人焊枪姿态控制问题,提出了一种基于专家系统的焊枪姿态智能控制系统。在基于专家系统的智能控制基础上加入神经网络模糊控制,二者采取并行控制与知识共享的策略,实现管道焊接机器人焊枪姿态的综合集成智能控制。系统中采用ADXRS300微机械陀螺作为焊枪位置传感器,获取焊枪的空间位置后,通过专家系统的经验推理,得到合适的俯仰角,并采用ARM7作为控制器驱动焊枪俯仰角步进电机动作,实现对焊枪俯仰角的实时调节。     

管道焊接机器人焊枪姿态智能控制系统

该文提出了一种基于专家系统的焊枪姿态智能控制系统,用以解决管道焊接机器人焊枪姿态控制问题。系统中采用ADXRS300微机械陀螺作为焊枪位置传感器,获取焊枪的空间位置后,通过专家系统的经验推理,得到合适的俯仰角,并采用DSP作为控制器驱动焊枪俯仰角步进电机动作,实现对焊枪俯仰角的实时调节。实验结果证明,利用专家系统对焊枪姿态进行智能控制是可行的,可以提高焊接质量。该系统具有广泛的应用前景。     

面向平面放置物体的姿态调整与抓取方法

针对机械臂抓取过程中物体平面放置时可抓取边大于手爪宽度而无法直接进行抓取的问题,提出了一种通过其他物体协助的姿态调整方法,通过对目标物体的姿态调整以满足机械臂抓取的要求,最后通过抓取姿态的生成和选择实现机械臂对平面放置物体和空间物体的抓取。通过抓取实验表明,所提出的方法可以对平面放置的不可抓取的物体进行姿态调整后再进行抓取,实现对空间物体93%的抓取成功率,对于平面放置轻量物体95%的姿态调整成功率。     

针对GEO目标带的天基光学观测姿态规划研究

为了提高太阳同步轨道卫星对GEO轨道带目标的观测效率,在分析观测位置和传感器视轴指向与太阳同步轨道卫星对静止轨道带扫描速度基础上得到传感器视轴的最佳指向以及对应的GEO带上的最佳观测点,并提出了关于最佳观测点的姿态规划策略,并对在地影影响下有/无姿态机动时的观测效率进行了对比仿真分析.仿真结果表明:对于SBV传感器视场在1.5°×1.5 °时,最佳观测点的控制策略就能够完成对GEO轨道带的完全覆盖,相较于无姿态机动时,对静止轨道带的观测时间可提高一倍.     

机器人运动规划中的姿态空间建模方法研究

提出机器人运动规划中的一种姿态空间建模方法,其基本思想是在工作空间中定义具有某种特征的点为基本碰撞体,可用于机械臂在复杂环境中的运动规划建模。实验表明该建模方法是有效可行的。     

欠驱动刚体航天器姿态运动规划的遗传算法

研究欠驱动刚体航天器姿态的非完整运动规划问题．航天器利用3个动量飞轮可以控制其姿态和任意定位,当其中一轮失效,航天器姿态通常表现为不可控．在系统角动量为零的情况下,系统的姿态控制问题可转化为无漂移系统的运动规划问题．基于优化控制理论,提出了求解欠驱动刚体航天器的姿态运动控制遗传算法,并且数值仿真表明：该方法对欠驱动航天器姿态运动的控制是有效的．     

几何约束下的航天器姿态机动控制

针对航天器姿态机动过程中受几何约束的问题,提出一种控制方法使系统在满足局部约束的情况下获得较好的全局性能.为了考虑全局性能并减少全局规划的计算代价,采用伪谱法以较少节点得到满足几何约束的路径节点.在局部节点跟踪控制中,通过分析航天器姿态机动所受的几何约束以及四元数在线性化状态方程中的传递形式,设计具有保守性的几何约束凸化表达式,并给出了姿态机动预测控制律.仿真结果验证了所提出方法的可行性和有效性.     

基于视觉模型成像的六轴焊接机器人关节运动姿态规划研究

由于传统的六轴焊接机器人关节运动姿态规划方法存在关节运动姿态规划精度低、规划时间长的问题,提出基于视觉模型成像的六轴焊接机器人关节运动姿态规划方法.计算摄像机与机器人坐标关系,并通过图像雅克比矩阵,确定图像特征与机器人关系,在工作空间内把直线的始点与终点轨迹离散化,完成坐标转换,获取每个关节角度值,通过围绕焊接机器人各...     

挠性卫星姿态机动三段式轨迹规划与滚动跟踪控制

以新颖成像模式对挠性敏捷卫星姿态的快速机动控制为需求,本文针对金字塔构型控制力矩陀螺(CMG)群为执行机构的挠性卫星,提出基于三段式正弦角加速度的姿态路径规划方法及具有滚动优化思想的跟踪算法。在姿态路径规划方法设计中,融合谱分析及非线性优化方法,设计了兼顾卫星姿态机动快速性及抑制挠性附件振动性能的姿态轨迹;为实现对规划姿态轨迹的高精度跟踪,综合加权优化指标及奇异性、执行机构能力等约束,设计了金字塔构型CMG群框架角速度的非线性模型预测(NMPC)跟踪控制律。在转动惯量存在测量误差及空间干扰情况下,多种姿态机动仿真表明,本文提出的控制方法是有效的,且表现出较强的鲁棒性。     

基于宏微机器人的焊缝跟踪研究

提出了一种基于宏微运动机器人的焊缝跟踪方法．首先,通过若干点的简单示教获得焊缝位置信息,并通过拟合建立焊缝模型．在该模型的基础上,对机器人的宏动进行运动规划．采用激光结构光视觉测量焊缝坐标,并根据焊缝图像偏差控制机器人的微动．结合机器人的宏动规划运动和微动自动调整,实现大范围、高精度的焊缝跟踪．利用宏微运动平台进行了焊缝跟踪实验,实验结果验证了所提出方法的有效性．     

带噪声抑制的GPS姿态测量算法

利用GPS载波相位测量载体的姿态时,各种误差源对定姿精度有很大影响。基于载波相位双差观测模型,分析了载波相位误差和接收机到卫星的可视矢量（LOS）误差以及这些误差在姿态测量中的影响权重。针对传统最小二乘方法中仅考虑观测矢量噪声的局限性,在基线解算过程中采用同时考虑LOS组成的设计矩阵和观测矢量噪声的总体最小二乘（Total Least Squares,TLS）方法,并从理论和实验两个方面证明该方法能有效抑制噪声影响,提高姿态解算的精度。     

面向两轮平衡机器人姿态检测系统的研究与设计

以两轮平衡车的平衡姿态研究为背景,提出了一种基于陀螺仪与加速度计的两轮平衡机器人的姿态检測系统,对姿态检測系统的原理、组成及数据采集进行了研究。通过对各传感器输出信号特征的提取、分析,将PID控制算法与卡尔曼滤波思想相结合,实現了数据融合,从而有效地提高姿态检测系统的检测精度。经过软硬件的综合调试取得了良好的效果,并应用到实际的机器人姿态检测。     

面向移乘搬运护理机器人的人体姿态视觉识别

针对移乘搬运护理机器人系统对人体姿态检测的高准确性、近距离适应性等要求,提出一种基于RGB-D(RGB-depth)信息的双级卷积神经网络算法.利用第1级网络计算彩色图像中的人体关节像素坐标,将彩色图人体关节坐标映射到深度图坐标,计算关节热图;提出一种卷积神经网络结构,将深度图像和关节热图输入第2级网络,估算3D人体关节位置.根据人体关节点位置,采用图像分割方法进一步计算腋下点.实验结果表明,本文提出的人体姿态识别方法单次计算用时210 ms,在移乘搬运护理机器人应用环境下,人体姿态识别精度达到了91.5%,在近距离环境下人体姿态识别精度达到了90.3%,具备实时、准确的人体姿态全局坐标估算能力.     

一种面向机动的低成本姿态测量系统

载体作机动运动时,基于加速度计和磁传感器的姿态测量系统易受载体运动加速度的影响而导致测量精度降低.通过将GPS加速度引入重力观测方程,有效补偿了载体运动加速度造成的姿态测量误差.利用基于重力场和地磁场矢量观测的迭代最小二乘姿态确定算法得到修正罗德里格姿态参数.姿态信息通过互补滤波器与陀螺仪测量值融合以提高动态响应.实验结果表明,该低成本姿态测量系统可明显提高机动环境下的姿态测量精度,姿态角测量误差小于3°.     

面向三维动画自动生成的路径规划

全过程计算机辅助自动生成动画技术由中科院陆汝钤院士于上世纪90年代提出,这一技术的目标是将适当的故事以受限自然语言的方式输入计算机,由开始一直到动画的生成,每一步都是在计算机的辅助下完成.在动画生成过程中,如何规划运动对象路径是影响动画效果的重要因素.为此,提出基于动画场景规划信息的路径规划方法,该方法通过预定义的路径定性规划语言PADL描述规划需求,然后通过利用扩展的A*算法规划路径并生成路径定量规划语言PCAL描述的路径,最后采用运动图方法合成路径运动动画.实验表明,该方法能有效地自动生成符合指定要求的路径动画.     

面向机载惯性稳定云台的微姿态参考系统的研究

基于MEMS传感器设计了面向机载惯性稳定云台的微姿态参考系统.首先,对磁力计受到的环境干扰磁场的影响进行了信号补偿;然后,在分析角速度陀螺、加速度计和磁力计等传感器特点的基础上,提出一种新的卡尔曼滤波算法模型;最后,通过性能测试,验证了微姿态参考模型具有较好的静态和动态性能,完全满足机载惯性稳定云台的需求.