基于实时测量的2DOF挠性操作臂的模糊逆动力学控制

针对一２ＤＯＦ挠性操作臂,对其轨迹跟踪控制进行了研究。基于刚性化假设,建立挠性操作臂的动力学运动方程,一集成激光传感系统用时测量杆臂的挠性变形;设计了一个通过模糊逻辑单元调整控制参数的逆动力学控制。会集实验结果验证了控制器的性能。     

室外自主移动机器人AMOR的导航技术

在非结构化环境,移动机器人行驶运动规划和自主导航是非常挑战性的问题。基于实时的动态栅格地图,提出了一个快速的而又实效的轨迹规划算法,实现机器人在室外环境的无碰撞运动导航。AMOR是自主研发的室外运动移动机器人,它在2007年欧洲C-ELROB大赛中赢得了野外自主侦察比赛的冠军。它装备了SICK的激光雷达,用来获取机器人运动前方的障碍物体信息,建立实时动态的环境地图。以A*框架为基础的改造算法,能够在众多的路径中快速地找到最佳的安全行驶路径,实现可靠的自主导航。所有的测试和比赛结果表明所提方案是可行的、有效的。     

移动双臂机械手系统协调操作的视觉伺服技术

本文利用双目泛倾斜变焦摄像机(pan-tilt-zoom,PTZ)像机,实现移动双臂机械手系统的视觉伺服协调操作,重点研究室内复杂环境和光照变化情况下目标物体的检测、识别和定位问题.首先,提出了色调、饱和度、亮度颜色模型(hue-saturation-value,HSV)空间下图像分割的改进算法,通过阈值更新和外接矩形改善分割结果,提高检测算法对环境光照变化的适应性;然后,基于Hu不变矩,利用物体形状特征,对检测得到的物体加以识别:在此基础上,利用摄像机投影矩阵,计算目标物体的空间坐标,实现其定位测量:最后,在实验室平台上,通过模拟双臂倒水操作,验证提出的图像处理和分析算法以及视觉伺服协调操作方案的有效性.实验结果表明移动双臂机械手系统能够成功完成倒水动作的协调操作.     

基于双目视觉的运动物体实时跟踪与测距

利用双目视觉信息系统实现三维空间中运动物体实时跟踪与测距．当运动目标超出视野范围时,可通 过控制摄像机云台转动搜索目标．此外,还研究了在摄像头运动情况下,无需重新标定,即可实现运动物体测距的 算法．这里,自适应背景建模法与CamShift 算法用于实现运动物体的辨识与跟踪．实验结果证明了所提出的算法能 够有效地追踪物体,并同时准确地测量它的三维位置．     

德国大学计算机教育的几点感触

<正>受亚历山大·冯·洪堡(Alexander von Humboldt,1769-1859)基金会资助,笔者两次在德国从事访问研究,有幸对德国的高等教育,尤其是大学计算机教育,进行零距离的观察,并留下深刻印象。德国的计算机教育很普及,特色鲜明。为便于读者对德国大学计算机教育有更深入的了解,首先回顾一下德国教育的发展历程和高等教育的一些现状;然后,谈谈自己对德国大学计算机教育的几点感触;最后通过例子看看德国大学如何实现教学与科研的统一。     

穿刺针尖光纤力传感信号的小波变换分析

经皮软组织穿刺过程中,穿刺针尖会历经不同材料特性的器官组织,受到复杂变化的作用力。为了测量针尖处的作用力并鉴定穿刺路径上不同层次的软组织,研制了一种光纤力传感器,并进行了力信号分析。首先,基于法-珀干涉介绍了光纤力传感器的测量原理、光链路设计、及其与针的集成和标定方法。在穿刺力信号分析的基础上,提出利用Mallat算法对力信号进行小波变换,提取信号的特征模式,界定软组织的各层边界。最后,在猪的肝脏和肋条组织样本上进行了针穿刺实验验证。结果显示:光纤力传感器的可测力为0至3.20N,测量精度可达0.01N。得到的穿刺试验结果表明Mallat算法能够有效地区分软组织的类型。研制的光纤传感器满足穿刺力的测量范围、精度和可靠性等要求,所提出的小波变换算法可用于软组织边界的界定,有望用于机器人穿刺控制。     

模糊自适应控制在柔性机器人操作臂中的应用

将拉格朗日和假设模态法相结合，建立了柔性机器人操作臂的动力学方程，并提出了一种模糊自适应控制策略。在柔性操作臂末端带有不同的载荷时，分两种情况进行了控制仿真实验；定位控制和轨迹跟踪控制。与PD控制仿真实验的结果相比较，模糊自适应控制器在轨迹跟踪和振动抑制方面反映出更好的稳定和鲁棒性能。     

基于神经滑模的柔性连杆机械手末端位置控制

：为了提高柔性机械手末端位置控制的鲁棒性和精度,提出了一种基于神经滑模的控制策略．首先采 用输入/输出线性化方法将动力学模型部分线性化,使之分成输入/输出子系统与内动态子系统．输入/输出子系统 采用神经滑模控制,内动态子系统采用状态反馈控制器镇定．随后,对控制系统内动态稳定性进行了分析,并在 两自由度柔性连杆机械手控制的仿真试验中得到了满意的结果．试验结果表明,在存在模型不确定性时,该控制 策略提高了控制系统的鲁棒性和控制精度．     

一种贯通管路密封胶的快速拆除方法研究

本文针对轨道车辆的配电盘上线口等位置线束、车上下贯穿管路等部件拆除过程中遇到的双组分聚氨酯密封胶胶层难以有效去除的问题展开研究。在线缆不受损害的前提下,为了实现交联聚氨酯密封胶与金属车体快速分离的目的,利用二氯甲烷、四氢呋喃和二丙酮醇等配比的溶胀溶剂进行上线口贯穿线束及管路拆除,降低劳动强度,提高上线口贯穿线束及管路的无损拆除率,实现了一次性完整拆除。     

结合HSL模型与傅里叶描述子的三维彩色物体识别

目标物识别是机器人导航中重要的一步,现存的方法大多对于场景中的彩色物体仅采用颜色分割,或者转化为灰度图进行识别,不能满足彩色物体识别的需要.提出在基于HSL模型颜色分割的基础上,结合傅里叶算子对轮廓特征识别的优势,先用三维目标各个角度成像的傅里叶描述子建立分类器,再对三维物体的二维成像进行轮廓特征识别,并在颜色分割的过程中采用了快速算法.实验表明,物体测试集的识别率达到了73.3%,可应用于对实时性要求比较高的彩色物体智能识别系统.