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多机器人系统虚拟仿真实验教学平台设计与实现
1
作者
杨亮
邓伟俊
+1 位作者
沈慧
蔡川华
《现代电子技术》
北大核心
2025年第14期147-153,共7页
相较于传统单机器人,多机器人系统在效率、容错性能、鲁棒性等方面有着显著优势,但其也存在硬件成本高、占地面积大等缺点,这些都限制了与多机器人相关的实验课程开展。针对以上问题,提出一种基于虚拟样机技术的多机器人协同控制实验平...
相较于传统单机器人,多机器人系统在效率、容错性能、鲁棒性等方面有着显著优势,但其也存在硬件成本高、占地面积大等缺点,这些都限制了与多机器人相关的实验课程开展。针对以上问题,提出一种基于虚拟样机技术的多机器人协同控制实验平台设计方案。该实验平台由虚拟样机仿真子系统、上位机控制子系统、机器人本体三部分组成,其中虚拟样机仿真子系统负责完成环境建模、动力学仿真、传感数据采集等任务,上位机控制子系统通过网络接口与虚拟样机仿真子系统联动,以实现多机器人的协同控制。实践结果表明,该实验平台具有部署成本低、操作简单、可扩展性强的优点,能够有效提高学生的工程应用能力和创新意识。
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关键词
多机器人
仿真教学平台
协同控制
虚拟样机
人机交互
视觉伺服
运动轨迹
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职称材料
基于自然特征的增强现实注册算法
被引量:
1
2
作者
赵新灿
左洪福
《华南理工大学学报(自然科学版)》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2007年第5期41-45,共5页
增强现实标志点注册算法需在场景中叠加各种标志,系统构造复杂.文中在深入研究机器人视觉伺服系统的基础上,提出了利用虚拟视觉伺服技术、基于自然特征的增强现实注册算法.利用特征点和图像矩作为图像特征,推导出了图像特征变化量与虚...
增强现实标志点注册算法需在场景中叠加各种标志,系统构造复杂.文中在深入研究机器人视觉伺服系统的基础上,提出了利用虚拟视觉伺服技术、基于自然特征的增强现实注册算法.利用特征点和图像矩作为图像特征,推导出了图像特征变化量与虚拟摄像机相对位姿变化量之间的关系矩阵(即图像的雅可比矩阵),实现了基于自然特征的三维注册算法.与混合跟踪注册算法、共面四点注册算法相比,文中方法具有更高的精度.
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关键词
增强现实
三维注册
自然特征
虚拟视觉伺服
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职称材料
图像视觉伺服的无人机固定时间滑模控制
被引量:
6
3
作者
陈杰
刘宜成
+1 位作者
王宏
涂海燕
《电光与控制》
CSCD
北大核心
2021年第3期24-30,共7页
为提高四旋翼无人机对目标跟踪的动态性能和精度,结合图像视觉伺服(IBVS)提出一种新型非奇异固定时间滑模控制方法,实现了四旋翼无人机对速度指令和姿态指令的固定时间精确跟踪。首先通过透视投影建立虚拟图像平面,利用图像矩推导出虚...
为提高四旋翼无人机对目标跟踪的动态性能和精度,结合图像视觉伺服(IBVS)提出一种新型非奇异固定时间滑模控制方法,实现了四旋翼无人机对速度指令和姿态指令的固定时间精确跟踪。首先通过透视投影建立虚拟图像平面,利用图像矩推导出虚拟平面的四旋翼无人机动力学模型。在此基础上,由固定时间稳定理论设计新型固定时间滑模面,给出了精确的收敛时间估算方法,分别结合四旋翼无人机动力学模型的位置环和姿态环设计了非奇异固定时间滑模控制器,并基于Lyapunov理论证明了系统的稳定性。数值仿真表明,所设计的控制器能避免无人机的超调问题并减小稳态误差,具有良好的鲁棒性。
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关键词
四旋翼无人机
图像视觉伺服
虚拟图像平面
固定时间滑模控制
LYAPUNOV理论
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职称材料
基于虚拟仪器技术的机器人视觉伺服研究
被引量:
2
4
作者
吴玉斌
曹广忠
徐刚
《机械科学与技术》
CSCD
北大核心
2006年第8期1005-1008,共4页
以分布式系统的原理为结构框架,将四自由度机器人系统和实时图像采集系统有机结合,构成了基于虚拟仪器技术的分布式机器人视觉伺服系统。在推导视觉伺服机器人系统的图像雅克比矩阵的基础上,用LabVIEW语言编写了基于逆模型的控制算法等...
以分布式系统的原理为结构框架,将四自由度机器人系统和实时图像采集系统有机结合,构成了基于虚拟仪器技术的分布式机器人视觉伺服系统。在推导视觉伺服机器人系统的图像雅克比矩阵的基础上,用LabVIEW语言编写了基于逆模型的控制算法等软件模块,实现了对目标二维运动的跟踪,最后给出了实验结果:采用简单的模糊控制算法,对于100个像素的阶跃激励,系统可在3 s内实现跟踪。
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关键词
视觉伺服
分布式
运动跟踪
虚拟仪器
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职称材料
虚拟仪器及其应用前景
被引量:
7
5
作者
王贤琳
《武汉科技大学学报》
CAS
2002年第2期149-150,共2页
从介绍虚拟仪器技术着手 ,着重探讨了虚拟仪器在液压伺服控制系统中的应用前景。
关键词
虚拟仪器
液压伺服控制系统
可视化编程语言
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职称材料
基于图像矩的四旋翼无人机视觉伺服方法
被引量:
2
6
作者
符少南
袁亮
《电光与控制》
CSCD
北大核心
2020年第6期71-75,共5页
针对四旋翼无人机的欠驱动和强耦合特性造成像机固定于机体的视觉伺服效果不佳的问题,提出一种基于图像矩的视觉伺服方法。首先,构建虚拟像平面,选取图像矩为特征,进行图像动力学解耦,进一步结合四旋翼无人机动力学模型建立特征误差与...
针对四旋翼无人机的欠驱动和强耦合特性造成像机固定于机体的视觉伺服效果不佳的问题,提出一种基于图像矩的视觉伺服方法。首先,构建虚拟像平面,选取图像矩为特征,进行图像动力学解耦,进一步结合四旋翼无人机动力学模型建立特征误差与速度之间的伺服关系;其次,根据四旋翼无人机动力学解耦关系,将系统解耦为位置控制和姿态控制;位置控制器根据伺服关系求取速度控制律,通过动力学扩展的方式直接求得期望的姿态;最后,由于系统非线性特性造成姿态扰动,设计滑模控制器进行姿态跟踪控制。跟踪移动目标的仿真实验结果证明所提方法的优越性和鲁棒性。
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关键词
四旋翼无人机
虚拟像机
图像矩
视觉伺服
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职称材料
基于分类的自动初始化VVS跟踪算法
7
作者
孙敏
顾耀林
《计算机应用》
CSCD
北大核心
2008年第7期1675-1677,共3页
自动设定摄像机初始值成为增强现实领域中跟踪技术的热点问题。文中在虚拟视觉伺服(VVS)跟踪算法基础上利用Randomized Tree分类技术,将特征点匹配作为分类问题处理,再利用线性位置算法计算出摄像机的初始位置。通过实验验证了该方法的...
自动设定摄像机初始值成为增强现实领域中跟踪技术的热点问题。文中在虚拟视觉伺服(VVS)跟踪算法基础上利用Randomized Tree分类技术,将特征点匹配作为分类问题处理,再利用线性位置算法计算出摄像机的初始位置。通过实验验证了该方法的快速准确性和有效性。
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关键词
RANDOMIZED
TREE
增强现实
虚拟视觉伺服
线性位置算法
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职称材料
题名
多机器人系统虚拟仿真实验教学平台设计与实现
1
作者
杨亮
邓伟俊
沈慧
蔡川华
机构
电子科技大学中山学院
广东工业大学自动化学院
出处
《现代电子技术》
北大核心
2025年第14期147-153,共7页
基金
国家社会科学基金教育学西部项目(CHX230350)
国家自然科学基金项目(61941301)
+7 种基金
广东省自然科学基金项目(2024A1515012283)
广东省自然科学基金项目(2022A1515010178)
广东省自然科学基金项目(2022A1515010364)
广东省民办高校教学质量管理专业委员会课题(GDZLGL2325)
广东省大学生科技创新培育项目(pdjh2024b432)
中山市科技计划项目(2023A1024)
电子科技大学中山学院校级教学改革项目(JY202126)
西安外国语大学本科教学改革研究项目(22BZWK02)。
文摘
相较于传统单机器人,多机器人系统在效率、容错性能、鲁棒性等方面有着显著优势,但其也存在硬件成本高、占地面积大等缺点,这些都限制了与多机器人相关的实验课程开展。针对以上问题,提出一种基于虚拟样机技术的多机器人协同控制实验平台设计方案。该实验平台由虚拟样机仿真子系统、上位机控制子系统、机器人本体三部分组成,其中虚拟样机仿真子系统负责完成环境建模、动力学仿真、传感数据采集等任务,上位机控制子系统通过网络接口与虚拟样机仿真子系统联动,以实现多机器人的协同控制。实践结果表明,该实验平台具有部署成本低、操作简单、可扩展性强的优点,能够有效提高学生的工程应用能力和创新意识。
关键词
多机器人
仿真教学平台
协同控制
虚拟样机
人机交互
视觉伺服
运动轨迹
Keywords
multiple robot
simulation teching platform
cooperative control
virtual
prototype
human-machine interaction
visual
servo
motion trajectory
分类号
TN929.5-34 [电子电信—通信与信息系统]
TP242 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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职称材料
题名
基于自然特征的增强现实注册算法
被引量:
1
2
作者
赵新灿
左洪福
机构
南京航空航天大学民航学院
出处
《华南理工大学学报(自然科学版)》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2007年第5期41-45,共5页
基金
国家"863"计划项目(2006AA04Z427)
国家自然科学基金资助项目(60672164)
文摘
增强现实标志点注册算法需在场景中叠加各种标志,系统构造复杂.文中在深入研究机器人视觉伺服系统的基础上,提出了利用虚拟视觉伺服技术、基于自然特征的增强现实注册算法.利用特征点和图像矩作为图像特征,推导出了图像特征变化量与虚拟摄像机相对位姿变化量之间的关系矩阵(即图像的雅可比矩阵),实现了基于自然特征的三维注册算法.与混合跟踪注册算法、共面四点注册算法相比,文中方法具有更高的精度.
关键词
增强现实
三维注册
自然特征
虚拟视觉伺服
Keywords
augmented reality
3D registration
natural feature
virtual visual servo
分类号
TP391.9 [自动化与计算机技术—计算机应用技术]
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职称材料
题名
图像视觉伺服的无人机固定时间滑模控制
被引量:
6
3
作者
陈杰
刘宜成
王宏
涂海燕
机构
四川大学电气工程学院
出处
《电光与控制》
CSCD
北大核心
2021年第3期24-30,共7页
基金
四川省智能制造与机器人重大专项课题(2019ZDZX0019)。
文摘
为提高四旋翼无人机对目标跟踪的动态性能和精度,结合图像视觉伺服(IBVS)提出一种新型非奇异固定时间滑模控制方法,实现了四旋翼无人机对速度指令和姿态指令的固定时间精确跟踪。首先通过透视投影建立虚拟图像平面,利用图像矩推导出虚拟平面的四旋翼无人机动力学模型。在此基础上,由固定时间稳定理论设计新型固定时间滑模面,给出了精确的收敛时间估算方法,分别结合四旋翼无人机动力学模型的位置环和姿态环设计了非奇异固定时间滑模控制器,并基于Lyapunov理论证明了系统的稳定性。数值仿真表明,所设计的控制器能避免无人机的超调问题并减小稳态误差,具有良好的鲁棒性。
关键词
四旋翼无人机
图像视觉伺服
虚拟图像平面
固定时间滑模控制
LYAPUNOV理论
Keywords
quad-rotor UAV
image-based
visual
servo
ing
virtual
image plane
fixed-time sliding mode control
Lyapunov theory
分类号
TP273 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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职称材料
题名
基于虚拟仪器技术的机器人视觉伺服研究
被引量:
2
4
作者
吴玉斌
曹广忠
徐刚
机构
深圳大学工程技术学院
出处
《机械科学与技术》
CSCD
北大核心
2006年第8期1005-1008,共4页
基金
广东自然科学基金项目(5010497)
广东省科技计划项目(2005B10201009)
+1 种基金
深圳市科技计划项目(200514)
深圳大学科研项目资助
文摘
以分布式系统的原理为结构框架,将四自由度机器人系统和实时图像采集系统有机结合,构成了基于虚拟仪器技术的分布式机器人视觉伺服系统。在推导视觉伺服机器人系统的图像雅克比矩阵的基础上,用LabVIEW语言编写了基于逆模型的控制算法等软件模块,实现了对目标二维运动的跟踪,最后给出了实验结果:采用简单的模糊控制算法,对于100个像素的阶跃激励,系统可在3 s内实现跟踪。
关键词
视觉伺服
分布式
运动跟踪
虚拟仪器
Keywords
visual
servo
distributional
movement tracking
virtual
instrument
分类号
TP391.41 [自动化与计算机技术—计算机应用技术]
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职称材料
题名
虚拟仪器及其应用前景
被引量:
7
5
作者
王贤琳
机构
武汉科技大学机械自动化学院
出处
《武汉科技大学学报》
CAS
2002年第2期149-150,共2页
文摘
从介绍虚拟仪器技术着手 ,着重探讨了虚拟仪器在液压伺服控制系统中的应用前景。
关键词
虚拟仪器
液压伺服控制系统
可视化编程语言
Keywords
virtual
instrument
hydraulic
servo
control system
visual
programming language
分类号
TP319 [自动化与计算机技术—计算机软件与理论]
TP271.31 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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职称材料
题名
基于图像矩的四旋翼无人机视觉伺服方法
被引量:
2
6
作者
符少南
袁亮
机构
新疆大学机械工程学院
出处
《电光与控制》
CSCD
北大核心
2020年第6期71-75,共5页
基金
国家自然科学基金(61662075)
新疆自治区自然科学基金(2019D01C021)
新疆自治区重点研发计划项目(2018B02011)。
文摘
针对四旋翼无人机的欠驱动和强耦合特性造成像机固定于机体的视觉伺服效果不佳的问题,提出一种基于图像矩的视觉伺服方法。首先,构建虚拟像平面,选取图像矩为特征,进行图像动力学解耦,进一步结合四旋翼无人机动力学模型建立特征误差与速度之间的伺服关系;其次,根据四旋翼无人机动力学解耦关系,将系统解耦为位置控制和姿态控制;位置控制器根据伺服关系求取速度控制律,通过动力学扩展的方式直接求得期望的姿态;最后,由于系统非线性特性造成姿态扰动,设计滑模控制器进行姿态跟踪控制。跟踪移动目标的仿真实验结果证明所提方法的优越性和鲁棒性。
关键词
四旋翼无人机
虚拟像机
图像矩
视觉伺服
Keywords
quadrotor UAV
virtual
camera
image moment
visual
servo
分类号
V279 [航空宇航科学与技术—飞行器设计]
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职称材料
题名
基于分类的自动初始化VVS跟踪算法
7
作者
孙敏
顾耀林
机构
江南大学信息工程学院
出处
《计算机应用》
CSCD
北大核心
2008年第7期1675-1677,共3页
文摘
自动设定摄像机初始值成为增强现实领域中跟踪技术的热点问题。文中在虚拟视觉伺服(VVS)跟踪算法基础上利用Randomized Tree分类技术,将特征点匹配作为分类问题处理,再利用线性位置算法计算出摄像机的初始位置。通过实验验证了该方法的快速准确性和有效性。
关键词
RANDOMIZED
TREE
增强现实
虚拟视觉伺服
线性位置算法
Keywords
randomized tree
augmented reality
virtual visual servo
ing (VVS)
linear pose algorithm
分类号
TP391.41 [自动化与计算机技术—计算机应用技术]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
多机器人系统虚拟仿真实验教学平台设计与实现
杨亮
邓伟俊
沈慧
蔡川华
《现代电子技术》
北大核心
2025
0
在线阅读
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职称材料
2
基于自然特征的增强现实注册算法
赵新灿
左洪福
《华南理工大学学报(自然科学版)》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2007
1
在线阅读
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职称材料
3
图像视觉伺服的无人机固定时间滑模控制
陈杰
刘宜成
王宏
涂海燕
《电光与控制》
CSCD
北大核心
2021
6
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职称材料
4
基于虚拟仪器技术的机器人视觉伺服研究
吴玉斌
曹广忠
徐刚
《机械科学与技术》
CSCD
北大核心
2006
2
在线阅读
下载PDF
职称材料
5
虚拟仪器及其应用前景
王贤琳
《武汉科技大学学报》
CAS
2002
7
在线阅读
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职称材料
6
基于图像矩的四旋翼无人机视觉伺服方法
符少南
袁亮
《电光与控制》
CSCD
北大核心
2020
2
在线阅读
下载PDF
职称材料
7
基于分类的自动初始化VVS跟踪算法
孙敏
顾耀林
《计算机应用》
CSCD
北大核心
2008
0
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职称材料
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