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飞机大部件对接中的位姿计算方法 被引量:29
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作者 罗芳 邹方 周万勇 《航空制造技术》 2011年第3期91-94,共4页
在飞机的大部件对接中,为了达到较高的对接精度,需要准确地分析大部件的位姿,因此大部件位姿计算方法是首先需要解决的问题。本文简要介绍了奇异值分解法、三点法、最小二乘法计算位姿,并以三点法计算的结果作为最小二乘法的初值。比较... 在飞机的大部件对接中,为了达到较高的对接精度,需要准确地分析大部件的位姿,因此大部件位姿计算方法是首先需要解决的问题。本文简要介绍了奇异值分解法、三点法、最小二乘法计算位姿,并以三点法计算的结果作为最小二乘法的初值。比较了3种方法在点无误差和有误差时的部件拟合误差,分析了测量点的个数对部件拟合误差的影响,讨论了误差对部件拟合误差的影响。通过对比发现,在选取了较好初值的情况下,最小二乘法的部件拟合误差较小,同时收敛性得到保证,计算速度也较快。 展开更多
关键词 大部件对接 位姿计算 最小二乘法 奇异值分解法 三点法
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非合作纹理目标单目位姿计算 被引量:2
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作者 冯肖维 谢安安 +1 位作者 肖健梅 王锡淮 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第8期1775-1784,共10页
为了实时测量非合作纹理运动目标相对位姿,提出一种单目视觉同步建模与位姿计算方法。选择具有良好特征共视关系与分布的模型帧,增量式恢复目标三维共视特征模型,实现非合作目标的合作化,并依靠运动预测模型实现基于特征跟踪的位姿计算... 为了实时测量非合作纹理运动目标相对位姿,提出一种单目视觉同步建模与位姿计算方法。选择具有良好特征共视关系与分布的模型帧,增量式恢复目标三维共视特征模型,实现非合作目标的合作化,并依靠运动预测模型实现基于特征跟踪的位姿计算。根据模型对应网格的拓扑关系估计目标表面未知区域特征三维信息,结合网格面法向场进行局部光束平差优化,同时利用闭环优化抑制尺度漂移,在减少特征模型恢复误差的同时提高位姿计算精度。实验结果表明,在非结构化环境中能够在线恢复目标三维信息,实现目标相对位姿准确计算,特征平均重投影误差小于1.5 pixel,位姿计算平均绝对误差为4.29 mm和1.54°,平均计算时间小于120 ms,为基于单目视觉的在线三维感知与测量建模提供技术支撑。 展开更多
关键词 单目视觉 非合作目标 位姿计算 特征建模 非线性优化
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基于区域感知的机械零件位姿计算方法 被引量:5
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作者 李红卫 张煜奇 +1 位作者 周军 汪俊 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第1期78-84,共7页
机械零件位姿识别的准确性与高效性是实现生产过程自动化与仓储物流智能化的关键性能之一。本文对一般机械零件的位姿计算方法进行了研究,针对其形状种类多、结构特征明显等特点,结合场景语义分割方法以及点对特征,提出了一种基于区域... 机械零件位姿识别的准确性与高效性是实现生产过程自动化与仓储物流智能化的关键性能之一。本文对一般机械零件的位姿计算方法进行了研究,针对其形状种类多、结构特征明显等特点,结合场景语义分割方法以及点对特征,提出了一种基于区域感知的机械零件位姿计算方法,计算机械零件的位姿。为验证方法的有效性,使用多组数据进行了实验,并和其他方法进行了对比,试验结果表明该方法具有较高的位姿计算精度,且可以有效地提高计算效率。 展开更多
关键词 位姿计算 语义分割 特征描述子 机械零件
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基于随机测量点的机翼精加工位姿计算方法 被引量:1
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作者 苗勇 何凯 +1 位作者 陈国强 余剑峰 《航空制造技术》 2015年第6期72-76,79,共6页
在机翼精加工过程中,需要对机翼的位姿进行计算,以指导其调整。通过对翼面水平测量原理的分析,提出一种基于随机测量点的机翼精加工位姿计算方法。首先,以翼面水平测量数据为基础,采用以最小二乘法为目标函数的迭代最近点算法,求解出测... 在机翼精加工过程中,需要对机翼的位姿进行计算,以指导其调整。通过对翼面水平测量原理的分析,提出一种基于随机测量点的机翼精加工位姿计算方法。首先,以翼面水平测量数据为基础,采用以最小二乘法为目标函数的迭代最近点算法,求解出测量点在翼面设计模型上的匹配点,形成位姿计算所需的2个点集。然后,运用Levenberg-Marquardt算法计算出这2个点集间的变换关系,实现位姿参数的求解。最后,为减少测量点误差对位姿计算的影响,给出了测量点精度补偿方法。仿真算例表明,该方法具有较高的计算精度,能够满足实际工程需求。 展开更多
关键词 机翼精加工 位姿计算 迭代最近点算法 LEVENBERG-MARQUARDT算法
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基于多传感器测量的航天器舱段自动对接位姿调整方法 被引量:23
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作者 陈冠宇 成群林 +2 位作者 张解语 洪海波 何军 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第6期1232-1239,共8页
针对航天器舱段对接通常采用的手工操作方式效率低、精度差和可靠性难以保证的问题,研发了一种基于多传感器测量的舱段自动对接装置,其中舱体位姿的测量和调整是保证对接质量和效率的关键因素。提出了一种基于激光轮廓传感器和CCD图像... 针对航天器舱段对接通常采用的手工操作方式效率低、精度差和可靠性难以保证的问题,研发了一种基于多传感器测量的舱段自动对接装置,其中舱体位姿的测量和调整是保证对接质量和效率的关键因素。提出了一种基于激光轮廓传感器和CCD图像传感器等多传感器协同测量的舱段六自由度位姿估计和调整方法。首先,采用激光轮廓传感器对舱体进行扫描,获取位姿三维点云信息,并采用改进的最小二乘法对被测舱段位姿进行求解;然后,通过CCD图像传感器获取舱段对接孔位置,通过圆拟合计算角度偏差,求解和拟合的结果将反馈至控制系统进行调姿和对接。采用Gocator 2350激光轮廓传感器及大恒MER-1810-21U3C工业相机进行舱体测量和对接实验,结果表明,舱体位姿调整精度和效率均达到对接要求。该方法结合了激光轮廓传感器的可靠性和机器视觉的灵活性,有效提高了自动对接系统的效率、稳定性和一致性,足以满足未来军用以及民用的需求。 展开更多
关键词 舱段自动对接 姿调整 多传感器测量 位姿计算 数据处理
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基于位姿状态的林区道路视觉导航 被引量:5
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作者 颜松 姚立健 +2 位作者 曾松伟 王露露 柴善鹏 《林业工程学报》 CSCD 北大核心 2021年第1期163-170,共8页
在森林抚育中,为实现林区车辆的精确自主导航,提出一种基于位姿状态的林区道路视觉导航方法。根据林区道路的特点,采用统计学原理选取合适的色差备选通道,利用二维Otsu原理初步分离道路和背景区域,依据真阳率和假阳率定量评价方法选取2... 在森林抚育中,为实现林区车辆的精确自主导航,提出一种基于位姿状态的林区道路视觉导航方法。根据林区道路的特点,采用统计学原理选取合适的色差备选通道,利用二维Otsu原理初步分离道路和背景区域,依据真阳率和假阳率定量评价方法选取2B⁃G为最佳色差通道,因此采用基于2B⁃G通道的二维Otsu图像分割方法。分析了道路的左右边缘特征,建立基于边缘不完整的位姿状态获取示意图,将选定的道路区域分块求取中心点,计算出试验平台的位姿信息。同时,引入误差校正模型对位姿计算值进行修正,最后选取纯追踪导航方法进行实车试验。试验结果表明,在机器视觉系统引导下,试验平台在不同状态下均能较好地收敛至期望导航线。当速度为0.5 m/s时,在3种初始状态下进行直线导航试验,其全程平均横向偏差为4.6~5.9 cm,平均航向偏差为3.5°~4.0°,稳态航向偏差为1.9°~2.4°,稳态横向偏差为1.6~2.7 cm,试验平台沿林区期望导航线自主行驶的平均相对误差均值为5.2%,说明导航质量具有较好的鲁棒性,满足林区自主导航的作业要求。 展开更多
关键词 机器视觉 位姿计算 自动导航 林区道路 色差通道 二维OTSU
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基于视觉的机动目标定位跟踪的滤波算法 被引量:3
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作者 朱枫 侯菲莉 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第2期165-170,175,共7页
在视觉定位系统中,由于各种噪声的影响,运动目标的三维位置和姿态的计算精度受到一定限制。为了提高运动物体的定位跟踪精度,提出了一种有效的滤波算法。和已有的方法相比,这种算法具有以下两个特点:第一,不再局限于平缓运动的物体,它... 在视觉定位系统中,由于各种噪声的影响,运动目标的三维位置和姿态的计算精度受到一定限制。为了提高运动物体的定位跟踪精度,提出了一种有效的滤波算法。和已有的方法相比,这种算法具有以下两个特点:第一,不再局限于平缓运动的物体,它对于未知运动规律的机动目标同样有效;第二,由于避免了扩展卡尔曼滤波器的使用,滤波复杂度有所下降。通过分析噪声对位姿计算误差的影响,建立了一组描述位姿测量值和真实值关系的线性测量方程。然后,分别给出了两种滤波算法:基于有限记忆的检测自适应滤波和基于数值微分模型的卡尔曼滤波。在检测自适应滤波算法中,给出了分别适用于快机动和慢机动的最优机动检测函数。一旦检测出机动发生,系统采用有限记忆滤波进行矫正。在第二种滤波算法中,系统采用数值微分技术构造出了描述机动目标运动行为的鲁棒估计模型。并且,引入了衰减因子,以防止滤波器的发散现象。该衰减因子可以根据位姿计算值自适应估计。最后,通过伪贝叶斯估计算法,将两种滤波器进行数据融合,有效的降低了机动时刻位姿估值的误差抖动,进一步提高了定位跟踪精度。仿真结果验证了本算法的有效性。 展开更多
关键词 滤波算法 位姿计算 机动检测 数值微分 伪贝叶斯估计
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基于混合现实的装备体系能力可视化系统设计与实现
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作者 程磊 肖刚 +1 位作者 李泽民 卜广志 《火力与指挥控制》 北大核心 2025年第6期144-150,共7页
针对传统装备体系能力展示方式存在的多维数据关联弱、因果导航直观性不足,以及混合现实(mixed reality,MR)技术在军事领域理论研究相对不足的问题,设计了一种基于MR的装备体系能力可视化系统。该系统通过虚实融合、多维交互和实时响应... 针对传统装备体系能力展示方式存在的多维数据关联弱、因果导航直观性不足,以及混合现实(mixed reality,MR)技术在军事领域理论研究相对不足的问题,设计了一种基于MR的装备体系能力可视化系统。该系统通过虚实融合、多维交互和实时响应特性,使用户能够通过自然手势和语音与虚拟装备交互,从而有效提升装备体系的态势感知和决策效率。提出了系统的总体框架和主要组成部分,深入研究了室内空间融合位姿计算、多模态自然交互显示、系统安全性和离线模型实现等关键技术,确保系统在不同应用场景下具备高效、精确的可视化能力。通过某装备编队的案例分析,系统展示了对装备体系的全维态势、单装和编组能力的可视化分析,验证了系统在复杂战场环境中的沉浸式交互和实时辅助决策功能,显著提升了装备体系管理与作战运用的精确性和有效性,为装备体系的优化设计提供了理论支持和实践依据。 展开更多
关键词 装备体系能力 可视化系统 混合现实 位姿计算
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沉浸式虚拟维修位置追踪与动作虚实耦合研究 被引量:6
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作者 徐丙立 张飞 +3 位作者 张承钿 崔颠博 李霖 饶毅 《郑州大学学报(理学版)》 CAS 北大核心 2019年第1期8-12,共5页
针对沉浸式虚拟维修人机交互中的位置追踪与动作耦合问题,研究并改进了高精度快速位姿估计算法,用于解决维修操作人员骨骼节点在空间中的位姿计算问题,实现了对操作人员的关键节点的位置追踪.研究了维修操作人员与虚拟维修动作之间的耦... 针对沉浸式虚拟维修人机交互中的位置追踪与动作耦合问题,研究并改进了高精度快速位姿估计算法,用于解决维修操作人员骨骼节点在空间中的位姿计算问题,实现了对操作人员的关键节点的位置追踪.研究了维修操作人员与虚拟维修动作之间的耦合技术,包括坐标变换、骨骼绑定以及改进型循环坐标下降算法驱动动作.研究并构建了某雷达设备虚拟维修训练系统,通过测试表明,位置追踪精度和动作的延迟基本能够满足沉浸式虚拟维修训练的需要. 展开更多
关键词 沉浸式虚拟维修 追踪 虚拟耦合 位姿计算
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改进型Faster R⁃CNN的AGV导航图案目标检测算法 被引量:4
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作者 张洪涛 田星星 +1 位作者 周意入 秦宇 《现代电子技术》 2022年第13期51-56,共6页
AGV视觉导航定位技术目前大多是在AGV的预设轨道上铺设含目标对象的导航图案,在拍摄到导航图案后先利用目标检测算法检测其目标区域,然后用角点检测算法提取目标区域的参考角点,最后利用参考角点和工业相机的焦距等参数的几何关系计算出... AGV视觉导航定位技术目前大多是在AGV的预设轨道上铺设含目标对象的导航图案,在拍摄到导航图案后先利用目标检测算法检测其目标区域,然后用角点检测算法提取目标区域的参考角点,最后利用参考角点和工业相机的焦距等参数的几何关系计算出AGV的位姿。文中在目标检测算法中经典的Faster R⁃CNN网络模型基础上加以改进,在多层次的feature map上生成候选框且用两个3×3卷积核分别进行卷积运算,从而直接进行分类和回归。仿真测试结果显示:相比Faster R⁃CNN,改进型Faster R⁃CNN检测所设计导航图案的mAP值提高了0.032,FPS值提高了31。因此证明改进型Faster R⁃CNN的精确度和速度均提高了,应用到AGV视觉导航定位技术中可进一步提高该技术的精确度和速度。 展开更多
关键词 目标检测算法 AGV导航图案 改进型Faster R⁃CNN 视觉导航 角点提取 AGV位姿计算 候选框生成 卷积运算
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基于SolidWorks的涂胶机器人离线编程系统 被引量:12
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作者 刘欢庆 苏宇锋 +1 位作者 高建设 侯伯杰 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2020年第8期88-91,共4页
针对涂胶机器人工作效率低和涂胶工作环境不利于人体健康等问题,研究了以SolidWorks软件作为离线编程系统的开发平台。首先,在探讨构建机器人三维模型关键技术问题基础之上,利用SolidWorks API接口功能将机器人作业任务点位姿计算出来,... 针对涂胶机器人工作效率低和涂胶工作环境不利于人体健康等问题,研究了以SolidWorks软件作为离线编程系统的开发平台。首先,在探讨构建机器人三维模型关键技术问题基础之上,利用SolidWorks API接口功能将机器人作业任务点位姿计算出来,为实现任务级作业提供了一种高效方式。然后,基于MFC(Microsoft Foundation Class Library)框架实现了构型相同的6关节机器人程序转换和在线通讯功能。最后,以中瑞科技公司的ZR608涂胶机器人为测试对象进行试验,验证了该系统仿真功能的实用性,满足常用涂胶工作的要求。 展开更多
关键词 涂胶机器人 位姿计算 离线编程系统
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多关节仿手指结构的灵活软体执行器 被引量:1
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作者 韩子轩 郝天泽 +2 位作者 马豪 张超 肖华平 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2022年第9期1346-1351,共6页
在目前的研究中心,软体夹持执行器一般采用气动的形式进行控制,具有延展性的优点。在这一特征的改进与提升下,通过模仿人手多关节的特点,开发了一种由多种软复合材料构成的新型软体执行器,通过围绕空腔缠绕的细线施加的环向束缚,提高驱... 在目前的研究中心,软体夹持执行器一般采用气动的形式进行控制,具有延展性的优点。在这一特征的改进与提升下,通过模仿人手多关节的特点,开发了一种由多种软复合材料构成的新型软体执行器,通过围绕空腔缠绕的细线施加的环向束缚,提高驱动部分的径向驱动力。因此在保持原有柔软性的前提下,可以通过提高主体部分的弯曲角实现夹持性能的提高。并建立D-H运动学模型,对本结构的位姿进行了较为准确的描述。最后通过实验测量了各关节的弯曲角与机构的夹持性能,证明该结构设计在实际应用中是可被广泛应用的。 展开更多
关键词 多关节仿手指结构 软体执行器 弯曲角 D-H运动学模型 位姿计算
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基于三维检测网络的机器人抓取方法 被引量:16
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作者 葛俊彦 史金龙 +2 位作者 周志强 王直 钱强 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第8期146-153,共8页
机器人抓取任务中面对的是不同形状和大小的物体,而散落在场景中的物体会有不同的姿态和位置,这对机器人抓取中计算物体位姿任务提出了较高的挑战。针对于此,本文设计了一种基于三维目标检测的机器人抓取方法,弥补了基于二维图像识别引... 机器人抓取任务中面对的是不同形状和大小的物体,而散落在场景中的物体会有不同的姿态和位置,这对机器人抓取中计算物体位姿任务提出了较高的挑战。针对于此,本文设计了一种基于三维目标检测的机器人抓取方法,弥补了基于二维图像识别引导机器人抓取任务中对视角要求较高的缺陷。首先,设计了一种卷积神经网络在RGB图像中识别物体,并回归出物体三维包围盒、物体中心点;其次,提出一种计算机器人抓取物体最佳姿势的策略;最后,控制机器人进行抓取。在实际场景中,使用本文设计的三维检测网络,三维目标检测精度达到88%,抓取成功率达到94%。综上所述,本文设计的系统能有效找到机器人合适的抓取姿势,提高抓取成功率,满足更高的抓取任务要求。 展开更多
关键词 深度学习 三维检测 位姿计算 机器人控制
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