基于病态参数分离的机器人运动学标定测量构型优化 被引量：3

1

作者 郭万金 李锦辉 +2 位作者 郝钦磊 曹雏清 赵立军 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期299-314,共16页

针对一种高灵巧性机器人及其连杆参数高敏感性与高定位精度需求,为解决机器人运动学标定随机测量构型存在绝对定位精度低、参数辨识效果及标定结果鲁棒性较差的问题,提出一种病态参数分离与DETMAX-改进差分进化(DETMAX-IDE)算法的机器... 针对一种高灵巧性机器人及其连杆参数高敏感性与高定位精度需求,为解决机器人运动学标定随机测量构型存在绝对定位精度低、参数辨识效果及标定结果鲁棒性较差的问题,提出一种病态参数分离与DETMAX-改进差分进化(DETMAX-IDE)算法的机器人运动学标定测量构型分步优化方法。首先,建立机器人位置误差模型。其次,建立一种可观性综合指标,评价不同机器人标定测量构型的总体可观测性和灵敏度。最后,分离机器人运动学位置误差模型的病态参数,建立测量构型优化目标函数和约束条件,提出一种基于DETMAX算法与改进差分进化算法结合的分步迭代优化算法(简称为DETMAX-改进差分进化算法,简写为DETMAX-IDE算法),开展机器人运动学标定测量构型分步迭代优化。通过机器人运动学标定仿真与实验,验证了所提方法的有效性。实验结果表明,与随机测量构型相比,所提方法对应的机器人绝对定位精度的平均值和均方差分别降低了62.09%和62.45%。 展开更多

关键词 机器人运动学标定 测量构型优化 病态参数分离 DETMAX-IDE算法 位置误差模型

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基线约束辅助整周模糊度求解研究 被引量：5

2

作者 周非 杨铁军 黄顺吉 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第9期1549-1552,共4页

本文对GPS领域中的整周模糊度求解的问题进行了详细的研究 ,利用Z变换和基线信息的约束和更新 ,对传统的快速整周模糊度搜索 (FASF)的方法进行改进 ,并给出了相应的实验结果 .实验结果表明 ,相对于传统的FASF方法 ,本文采用的整周模糊... 本文对GPS领域中的整周模糊度求解的问题进行了详细的研究 ,利用Z变换和基线信息的约束和更新 ,对传统的快速整周模糊度搜索 (FASF)的方法进行改进 ,并给出了相应的实验结果 .实验结果表明 ,相对于传统的FASF方法 ,本文采用的整周模糊度解算方法能有效的缩小可能的模糊值状态集合 ,从而减少了解算的时间 ,适合于在动态的环境下实时运用 . 展开更多

关键词 全球定位系统 卡尔曼滤波 快速整周模糊度搜索 基线约束

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在线检测工件轮廓和机床主轴回转误差的理论研究 被引量：5

3

作者 张社民 徐文雄 范裕健 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1993年第3期1-6,14,共7页

本文以运动学原理和矢量分析为手段,对三测点法在线检测的运动学机理和本质进行了分析和数学刻划,给出了运动学关系和矢量表达的数学模型以及工件轮廓、主轴回转误差与三测头传感器测得信号之间的关系式.不同于以往的研究,本文认为工件... 本文以运动学原理和矢量分析为手段,对三测点法在线检测的运动学机理和本质进行了分析和数学刻划,给出了运动学关系和矢量表达的数学模型以及工件轮廓、主轴回转误差与三测头传感器测得信号之间的关系式.不同于以往的研究,本文认为工件轮廓误差可用转角的矢值函数r(θ)来表示,而主轴回转误差应该用另一具有独立变元的矢值函数R(ωt)来表征.即测得信号包含了两个具有独立变元的信号r和R.文中还讨论了当工件轮廓误差和主轴回转误差分别可以忽略和不可以忽略而可能形成的四种组合情况,给出了每种组合的工程意义、理论解释及评定处理的方法. 展开更多

关键词 轮廓 回转误差 三点法 机床

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多目标跟踪的动态多维分配算法 被引量：12

4

作者 衣晓 何友 关欣 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第6期1120-1123,共4页

多目标多传感器的数据关联问题一直是目标跟踪领域的核心和难点之一.数据关联是在一定准则下,连接具有共同源的测量或航迹的分配过程.具有代表性的数据互联方法都可以归结为特定的分配问题.然而现有的SD分配算法只考虑同一时刻各传感器... 多目标多传感器的数据关联问题一直是目标跟踪领域的核心和难点之一.数据关联是在一定准则下,连接具有共同源的测量或航迹的分配过程.具有代表性的数据互联方法都可以归结为特定的分配问题.然而现有的SD分配算法只考虑同一时刻各传感器测量的互联,是一个静态结果.本文将静态分配推广到动态跟踪中,通过对测量集合和航迹集合的合并,把S维转变为S+1维问题,从而实现了分配的动态化.在此基础上考虑了有新目标出现的情况,并讨论了动态分配与静态分配的关系.最后对本文算法进行了仿真分析,结果表明,该算法能够对多目标进行稳定的跟踪. 展开更多

关键词 多目标跟踪 信息融合 数据关联 多维分配

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基于相位单差精密测速的动态精密单点定位算法 被引量：4

5

作者 刘志强 王解先 王虎 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第3期405-410,共6页

利用相邻历元间的载波相位单差可求得动态载体的高精度三维速度向量,基于此提出了可精确描述载体运动变化的扩展卡尔曼滤波动态精密单点定位算法。该算法克服了高动态条件下采用简化动力学模型可能引起的系统状态描述失实问题,同时还可... 利用相邻历元间的载波相位单差可求得动态载体的高精度三维速度向量,基于此提出了可精确描述载体运动变化的扩展卡尔曼滤波动态精密单点定位算法。该算法克服了高动态条件下采用简化动力学模型可能引起的系统状态描述失实问题,同时还可输出动态载体的精密速度信息。飞机动态试验结果表明,用该算法的动态单点定位结果与TRACK双差解计算互差得到的三维RMS值,平面分量精度优于3cm,高程分量精度优于6cm,速度测量精度可达mm/s级。 展开更多

关键词 GPS 相位单差 精密测速 扩展卡尔曼滤波 动态精密单点定位 动力学模型

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中子谱仪样品台几何误差建模和灵敏度分析 被引量：2

6

作者 李杨 吴运新 +1 位作者 龚海 刘磊 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第19期2305-2310,共6页

介绍了中子衍射残余应力测试谱仪样品台的结构和基于标准探针的定位测量方法;利用多体运动学和齐次变换矩阵建立了基于标准探针定位测量方法的样品台定位误差模型;最后分别对模型中涉及的42个误差分量进行了定位误差的灵敏度分析。分析... 介绍了中子衍射残余应力测试谱仪样品台的结构和基于标准探针的定位测量方法;利用多体运动学和齐次变换矩阵建立了基于标准探针定位测量方法的样品台定位误差模型;最后分别对模型中涉及的42个误差分量进行了定位误差的灵敏度分析。分析结果对中子衍射残余应力测试谱仪样品台的精度设计具有参考作用。 展开更多

关键词 中子谱仪样品台 定位测量方法 多体动力学 定位误差模型 灵敏度分析

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移动机器人的在线实时定位研究(英文) 被引量：4

7

作者 徐德 谭民 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2003年第5期716-725,共10页

对推算定位法进行了研究 ,提出了一种改进方案 .通过对移动机器人运动轨迹与状态的分析 ,导出了一类移动机器人的基于轨迹的运动学新模型 .利用移动机器人三个轮子的里程信息和导向轮的转角信息 ,通过信息模糊融合获得转弯半径和转角 ,... 对推算定位法进行了研究 ,提出了一种改进方案 .通过对移动机器人运动轨迹与状态的分析 ,导出了一类移动机器人的基于轨迹的运动学新模型 .利用移动机器人三个轮子的里程信息和导向轮的转角信息 ,通过信息模糊融合获得转弯半径和转角 ,再利用运动学模型获得机器人的位置和方向 .将这种改进的推算定位法与主动灯塔法相结合 ,提出了一种用于室内移动机器人的定位方法 .仿真结果表明 ,该方法具有实时性好、精度高、成本低、鲁棒性好等特点 ,并适用于不平整地面 . 展开更多

关键词 移动机器人 运动学 在线实时定位 信息融合 智能机器人

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移动机器人Markov定位算法的研究——方向传感器建模新方法 被引量：3

8

作者 刘瑜 朱世强 金波 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第3期339-341,353,共4页

为了改善移动机器人Markov定位算法中方向传感器模型的性能,提出基于高斯函数的新概率模型.该模型考虑了方向角周期性问题,对相位进行了转换,利用高斯函数对方向传感器进行了概率建模.将此模型放入Markov算法,与其他传感器组成观测模型... 为了改善移动机器人Markov定位算法中方向传感器模型的性能,提出基于高斯函数的新概率模型.该模型考虑了方向角周期性问题,对相位进行了转换,利用高斯函数对方向传感器进行了概率建模.将此模型放入Markov算法,与其他传感器组成观测模型,并进行对称环境中的单次定位仿真和复杂环境中的连续定位仿真.仿真结果表明,这种概率模型计算量小,收敛速度快,在大量测量噪声存在下工作稳定. 展开更多

关键词 移动机器人 Markov定位算法 传感器建模

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基于距离量测的主从式AUV协同定位系统观测性研究 被引量：5

9

作者 房新鹏 严卫生 李俊兵 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第4期547-552,共6页

研究了基于距离量测的主从式自主水下航行器(AUV)协同定位系统观测性问题。主AUV可以利用装备的高精度导航设备进行精确定位,从AUV装备低精度导航设备,需融合主从AUV之间的距离量测进行水下定位。针对控制输入对协同定位系统可观测性的... 研究了基于距离量测的主从式自主水下航行器(AUV)协同定位系统观测性问题。主AUV可以利用装备的高精度导航设备进行精确定位,从AUV装备低精度导航设备,需融合主从AUV之间的距离量测进行水下定位。针对控制输入对协同定位系统可观测性的影响,建立了从AUV在主AUV体坐标系中的运动学模型,并选取主从AUV间的距离值作为观测量,利用基于Lie导数的非线性系统观测性秩判据分析了不同控制输入下协同定位系统的观测性。仿真结果表明,对于可观测的协同定位系统,从AUV的位置估计具有良好的收敛性和定位精度。 展开更多

关键词 自主水下航行器 协同定位 控制输入 观测性分析

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对称3-PRR并联机构的运动学分析与仿真 被引量：1

10

作者 李凯 张赤斌 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2015年第4期518-521,共4页

以对称3-PRR平面并联机构为研究对象,通过矢量分析建立了3-PRR并联机构的运动学模型。采用坐标变换法建立了机构的运动学方程,并对机构的位置正逆解进行了理论求解和Matlab求解,在理论求解机构位置正解时使用了半角公式法。运用Pro/E的M... 以对称3-PRR平面并联机构为研究对象,通过矢量分析建立了3-PRR并联机构的运动学模型。采用坐标变换法建立了机构的运动学方程,并对机构的位置正逆解进行了理论求解和Matlab求解,在理论求解机构位置正解时使用了半角公式法。运用Pro/E的Mechanism模块对机构进行了运动学仿真,并将动平台中心点的仿真轨迹与规划的路径进行了比较,验证了建模方法的正确性及机构的可行性。 展开更多

关键词 3-PRR并联机构 运动学模型 位置正逆解 运动学仿真

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基于序列二次规划算法的圆柱度误差评定方法 被引量：3

11

作者 何改云 刘佩佩 王凯 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2014年第12期1845-1849,共5页

圆柱的形状误差为研究对象,为提高圆柱体形状误差评定精度,增强其理论和工程应用价值,提出一种基于序列二次规划算法的圆柱度误差评定方法。定义了测量点到圆柱面的符号距离函数,建立了圆柱度误差评定的数学模型,应用最小二乘方法将圆... 圆柱的形状误差为研究对象,为提高圆柱体形状误差评定精度,增强其理论和工程应用价值,提出一种基于序列二次规划算法的圆柱度误差评定方法。定义了测量点到圆柱面的符号距离函数,建立了圆柱度误差评定的数学模型,应用最小二乘方法将圆柱进行粗定位,将拟合圆柱和测量点进行坐标变换简化了误差评定数学模型,运用运动几何学的知识和序列二次规划(SQP)算法解决了满足最小区域原则的圆柱度评定的优化问题。实验结果表明:提出的圆柱度的评定算法稳定性较好,效率和精度较高,所得到的误差值是有效的。 展开更多

关键词 圆柱度 形状误差 符号距离函数 序列二次规划算法

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转台速率波动自适应抑制方案的设计 被引量：1

12

作者 张元生 徐国柱 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第1期81-87,共7页

提出了一种能够有效地抑制转台速率波动的自适应补偿方法,阐述了该方法的原理、结构配置,开发了自适应控制律,进行了系统稳定性分析,并进行了仿真和试验研究。结果表明:该方法能够有效地抑制位置反馈元件周期性误差导致的速率波动,提高... 提出了一种能够有效地抑制转台速率波动的自适应补偿方法,阐述了该方法的原理、结构配置,开发了自适应控制律,进行了系统稳定性分析,并进行了仿真和试验研究。结果表明:该方法能够有效地抑制位置反馈元件周期性误差导致的速率波动,提高转台的速率平稳性。采用该方案,对转台输入200°/s的速率指令,在经过大约6 s的自适应调节时间后其速率波动由原来的5°/s降低到0.4°/s,波动量减少到自适应前的1/12;试验结果与仿真结果是一致的。 展开更多

关键词 速率波动 周期性误差 自适应抑制 仿真测试转台

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变自由度螺栓夹紧机构运动可靠性分析

13

作者 王才东 郑辉 +1 位作者 王新杰 范国锋 《机械设计与制造》 北大核心 2015年第9期139-142,共4页

针对管道法兰自动连接机具对成组螺栓进行定位、夹紧与释放的实际需求,设计一种变自由度螺栓定位夹紧机构,并对其工作原理进行分析,建立了螺栓定位夹紧机构运动误差分析的数学模型。运用机构运动精度的概率分析方法,建立螺栓夹紧机构运... 针对管道法兰自动连接机具对成组螺栓进行定位、夹紧与释放的实际需求,设计一种变自由度螺栓定位夹紧机构,并对其工作原理进行分析,建立了螺栓定位夹紧机构运动误差分析的数学模型。运用机构运动精度的概率分析方法,建立螺栓夹紧机构运动精度可靠性模型,分析各构件参数对夹紧机构运动可靠性的影响。采用MATLAB软件编制程序,对夹紧机构的运动精度可靠性进行计算与仿真分析,给出了夹紧机构的可靠性设计结果,满足螺栓定位夹紧可靠性要求。 展开更多

关键词 螺栓定位夹紧机构 运动可靠度 数学模型 数值仿真

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估计目标速度矢量对运动辐射源的固定单站无源定位算法 被引量：14

14

作者 李宗华 冯道旺 +1 位作者 周一宇 孙仲康 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第6期953-956,共4页

针对无源定位必须实现快速和稳定定位跟踪的要求 ,本文提出了一种测量目标辐射源脉冲到达时间(TOA)、到达方向 (DOA) ,以及方位角变化率 ,实现固定单站对三维运动辐射源的无源定位算法 .该算法基于运动学原理 ,充分利用了辐射源信号测... 针对无源定位必须实现快速和稳定定位跟踪的要求 ,本文提出了一种测量目标辐射源脉冲到达时间(TOA)、到达方向 (DOA) ,以及方位角变化率 ,实现固定单站对三维运动辐射源的无源定位算法 .该算法基于运动学原理 ,充分利用了辐射源信号测量值的时空变化量信息 ,定位收敛速度快而且非常稳定 ,具有很强的实用性 . 展开更多

关键词 无源定位 速度矢量 方位角变化率 运动学

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动力学模型系统误差的随机加权估计

15

作者 高社生 魏文辉 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第6期839-843,共5页

提出用新兴的随机加权估计算法对动力学模型系统误差进行估计,以控制动态模型噪声异常对状态参数估值的影响。该算法根据实际需要对动力学模型误差和状态预报值向量的协方差阵进行随机加权,以控制残差向量协方差阵和新息向量协方差阵的... 提出用新兴的随机加权估计算法对动力学模型系统误差进行估计,以控制动态模型噪声异常对状态参数估值的影响。该算法根据实际需要对动力学模型误差和状态预报值向量的协方差阵进行随机加权,以控制残差向量协方差阵和新息向量协方差阵的大小,削弱模型误差对状态参数向量的影响,提高动态导航解算的滤波精度。仿真结果表明,提出的随机加权估计算法的估计精度,明显优于经典Kalman滤波和抗差自适应Kalman滤波,能提高飞行器动态导航定位的精度。 展开更多

关键词 动态模型误差 随机加权估计 协方差矩阵

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全球定位系统在海上勘探开发中的应用 被引量：2

16

作者 毛锋 张会元 《石油大学学报（自然科学版）》 CSCD 1993年第1期130-134,共5页

给出了在海上用全球定位系统(GPS)进行动态测量的数学模型及其精度.研究表明,采用伪距和载波相位组合模型进行海上动态定位,可以满足大部分海上定位的精度要求.用GPS和测深仪对海底三维坐标进行了动态测定,建立了海底数字地形模型,联机... 给出了在海上用全球定位系统(GPS)进行动态测量的数学模型及其精度.研究表明,采用伪距和载波相位组合模型进行海上动态定位,可以满足大部分海上定位的精度要求.用GPS和测深仪对海底三维坐标进行了动态测定,建立了海底数字地形模型,联机自动绘制出海底立体图和等值线图.试验证实,这种方法是切实可行的,并提出了建立区域海底数据库的设想. 展开更多

关键词 GPS 海上石油勘探

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基于共形几何代数的Stephenson-Ⅲ型机构的死点辨识 被引量：1

17

作者 邱健 范守文 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2014年第1期13-17,共5页

基于共形几何代数方法建立了Stephenson-Ⅲ型机构的闭环约束方程,运用欧拉公式将方程表示成复数指数形式,描述了公式中各参数与共形空间中各矢量的相互关系,推导出了求解连杆机构运动姿态的输入-输出方程组,并在给定输入下得到了机构位... 基于共形几何代数方法建立了Stephenson-Ⅲ型机构的闭环约束方程,运用欧拉公式将方程表示成复数指数形式,描述了公式中各参数与共形空间中各矢量的相互关系,推导出了求解连杆机构运动姿态的输入-输出方程组,并在给定输入下得到了机构位置解。根据各输入杆变量的Jacobian矩阵的行列式的值等于0,推导得出了机构死点位置的判别式,得到了在死点构型下机构的位置解,通过与传统数值法计算结果的比对,验证了该方法的正确性和有效性。 展开更多

关键词 Stephenson-Ⅲ型机构 死点 共形几何代数 雅可比矩阵

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