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基于巷道端雷达三维目标检测的煤矿移动机器人绝对定位方法
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作者 胡而已 李猛钢 +2 位作者 张运通 吴凯迪 唐超权 《煤炭学报》 北大核心 2025年第S2期1227-1241,共15页
目前煤矿井下移动机器人定位技术尚不能满足大范围高精度定位需求,无法实现定位结果与煤矿井下绝对坐标系的自动对齐,导致上述瓶颈的关键在于,缺乏有效的区域性绝对定位方法来间歇校正机器人长期运行导致的累积误差。鉴于此,为实现煤矿... 目前煤矿井下移动机器人定位技术尚不能满足大范围高精度定位需求,无法实现定位结果与煤矿井下绝对坐标系的自动对齐,导致上述瓶颈的关键在于,缺乏有效的区域性绝对定位方法来间歇校正机器人长期运行导致的累积误差。鉴于此,为实现煤矿移动机器人在绝对坐标系下的局部高精度定位,提出基于巷道端雷达三维目标检测的煤矿移动机器人绝对定位方法,通过在关键位置部署固定的激光雷达感知节点,为构建车路协同的定位系统体系提供关键技术支撑。首先,基于巷道环境以及激光雷达的工作特性,开展激光雷达的选型及架设方案设计,提出激光雷达坐标系与巷道绝对坐标系的外参标定方法;其次,针对远端机器人点云较为稀疏而导致的定位方法精度下降问题,将注意力机制引入基于Pointpillars的三维目标检测网络,通过通道和空间2个维度的特征增强,有效提升模型对稀疏、弱特征目标的识别与定位能力;然后,在公开数据集KITTI上进行的对比实验表明,该改进策略显著优于原基准模型,验证了所提注意力机制在提升检测精度方面的优越性;最后,在模拟巷道中通过现场实验验证基于巷道端雷达三维目标检测绝对定位方法的稳定性、鲁棒性、实时性,通过全站仪测量机器人定位真值与算法估计值进行比较。结果表明:该绝对定位算法在满足定位鲁棒性与实时性的前提下,定位的平均误差为0.167 m,运行的平均时间为0.062 s,满足井下机器人绝对定位的需要,可以为实现长距离、大场景的煤矿移动机器人里程计定位提供间歇性绝对定位约束。 展开更多
关键词 煤矿移动机器人 三维目标检测 绝对定位 注意力机制 车路协同定位
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工业机器人的绝对定位误差模型及其补偿算法 被引量:50
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作者 龚星如 沈建新 +3 位作者 田威 廖文和 万世明 刘勇 《南京航空航天大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第B04期60-64,共5页
工业机器人重复定位精度高而绝对定位精度低。为了提高工业机器人的绝对定位精度,提出一种绝对定位误差模型。基于该模型,利用激光跟踪仪和最小二乘法辨识出所需参数,并对误差进行补偿修正。最后,将这种方法应用在KUKA KR150-2机器人上... 工业机器人重复定位精度高而绝对定位精度低。为了提高工业机器人的绝对定位精度,提出一种绝对定位误差模型。基于该模型,利用激光跟踪仪和最小二乘法辨识出所需参数,并对误差进行补偿修正。最后,将这种方法应用在KUKA KR150-2机器人上进行测量和补偿。实验结果显示:平均绝对定位精度由补偿前的1.321mm变为补偿后的0.183mm,从而表明该方法的有效性。 展开更多
关键词 工业机器人 绝对定位精度 最小二乘法 激光跟踪仪
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工业机器人绝对定位误差的建模与补偿 被引量:17
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作者 齐俊德 张定华 +1 位作者 李山 陈冰 《华南理工大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第11期113-118,共6页
为了提高机器人的绝对定位精度,建立了机器人绝对定位误差模型并进行了补偿方法研究.将定位误差分为几何参数误差与柔度误差,分别建立相应的误差模型.几何参数误差研究以MD-H(修正型D-H)运动模型为基础,对柔度误差的影响进行了解耦,并... 为了提高机器人的绝对定位精度,建立了机器人绝对定位误差模型并进行了补偿方法研究.将定位误差分为几何参数误差与柔度误差,分别建立相应的误差模型.几何参数误差研究以MD-H(修正型D-H)运动模型为基础,对柔度误差的影响进行了解耦,并考虑了机器人基坐标系与测量坐标系的转换误差,提出了基于相对位置的几何参数误差模型.柔度误差研究针对机器人的构造特点,建立了针对关节2和3的误差模型,简化了计算模型.最后基于所建立的两种误差模型,提出了误差补偿方法,并采用该方法对机器人进行了实际补偿实验.结果表明,平均绝对定位精度由补偿前的1.173 mm降至补偿后的0.158 mm,说明文中方法可有效提高机器人的绝对定位精度,扩展机器人的应用范围. 展开更多
关键词 工业机器人 绝对定位精度 几何参数误差 柔度误差 误差补偿
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机械臂绝对定位精度标定关键技术综述 被引量:21
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作者 高涵 张明路 +1 位作者 张小俊 白丰 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2017年第9期2570-2576,共7页
目前我国飞机和卫星装配仍主要采用人工装配,装配技术陈旧、机器人绝对定位精度低等问题难以满足飞机和卫星高精度、高性能的要求,阻碍了工业机器人在航空制造行业的发展。在机器人柔性自动化装配过程中,如何提高机械臂绝对定位精度的... 目前我国飞机和卫星装配仍主要采用人工装配,装配技术陈旧、机器人绝对定位精度低等问题难以满足飞机和卫星高精度、高性能的要求,阻碍了工业机器人在航空制造行业的发展。在机器人柔性自动化装配过程中,如何提高机械臂绝对定位精度的标定技术已成为学术界和工业界广泛关注的焦点。为了系统地分析和总结现有的研究成果,对绝对定位精度标定方法进行了分类探讨,归纳了国内外机械臂标定技术的研究现状,详细分析了误差不确定性、冗余参数的消除及最优测量结构选择性等关键技术,并对机械臂绝对定位精度标定技术的未来发展趋势进行了构想和展望。 展开更多
关键词 机械臂 绝对定位精度 标定 几何参数 非几何参数 不确定
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超声波绝对定位的全方位移动机械手导航研究 被引量:4
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作者 赵杰 蒋林 +1 位作者 闫继宏 朱延河 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第3期337-341,共5页
为提高全方位移动机械手(ODMM)导航的效率和精度,提出了基于超声波绝对定位的导航策略,策略包括绝对定位的奔向目标行为与避障行为.相对于传统的导航策略,该策略的优势在于可以时时精确定位,时时调整自己的航向与速度.同时,提出采用单... 为提高全方位移动机械手(ODMM)导航的效率和精度,提出了基于超声波绝对定位的导航策略,策略包括绝对定位的奔向目标行为与避障行为.相对于传统的导航策略,该策略的优势在于可以时时精确定位,时时调整自己的航向与速度.同时,提出采用单冗余信息融合(FSRI)法来提高超声波的绝对定位精度,并将基于FSRI法的绝对定位应用到ODMM导航上.仿真与实验结果证明,基于超声波绝对定位的导航算法是正确的,可大大提高ODMM的导航效率和精度. 展开更多
关键词 超声波绝对定位 导航策略 奔向目标行为 避障行为
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两步误差补偿法提高工业机器人绝对定位精度 被引量:20
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作者 朱江新 刘吉刚 +3 位作者 田硕 陈琳 梁旭斌 潘海鸿 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2020年第4期547-553,共7页
针对大部分工业机器人结构需要满足Pieper准则无法直接补偿所有运动学参数误差的问题,提出一种两步误差补偿方法。首先,基于修正的D⁃H法和微分运动学建立机器人定位误差模型,建立机器人末端绝对定位误差与运动学参数误差之间的表达式;其... 针对大部分工业机器人结构需要满足Pieper准则无法直接补偿所有运动学参数误差的问题,提出一种两步误差补偿方法。首先,基于修正的D⁃H法和微分运动学建立机器人定位误差模型,建立机器人末端绝对定位误差与运动学参数误差之间的表达式;其次,利用最小二乘法迭代求解出运动学参数误差,并将可直接补偿的运动学参数误差直接补偿到机器人D⁃H配置参数中,将剩余的其它运动学参数误差转换为关节转角补偿值进行间接补偿;最后,搭建实验平台,在川崎RS010NA六自由度工业机器人上进行两步误差补偿实验验证。实验结果表明,通过两步误差补偿后机器人末端平均绝对定位误差由5.4194 mm下降到1.1605 mm,平均绝对定位精度提高约80%,该方法有效地提高了机器人的绝对定位精度。 展开更多
关键词 工业机器人 定位误差模型 运动学参数误差 两步误差补偿 绝对定位精度
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基于区间分析的机器人绝对定位精度分析方法 被引量:8
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作者 黄康 何春生 +2 位作者 甄圣超 洪健 赵福民 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第11期1467-1473,共7页
针对6R机器人绝对定位精度不高的现状,提出了一种基于误差的分析方法。该方法通过区间分析和POE方程对机器人误差进行建模,并通过修正一些区间运算规则得到更为准确的扩展区间运动学方程。分析了扩展区间运动学方程的层级特性,提出了一... 针对6R机器人绝对定位精度不高的现状,提出了一种基于误差的分析方法。该方法通过区间分析和POE方程对机器人误差进行建模,并通过修正一些区间运算规则得到更为准确的扩展区间运动学方程。分析了扩展区间运动学方程的层级特性,提出了一种易于扩展并且能有效降低区间依赖特性的层级区间运动学方程,并针对该方程由于过度扩展而无法得出精确结果的问题提出了一种区间矩阵优化方法。通过蒙特卡罗法以及和传统区间方法对比的仿真实验,验证了所提出方法更为高效,并且能够近似计算出理想的结果。某汽车变速箱装配线的6R机器人螺栓拧紧工序实验结果表明,所提出的分析方法比传统的区间方法更有效更精确。 展开更多
关键词 POE方程 区间分析 绝对定位精度 6R机器人
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考虑测量空间的机器人绝对定位精度标定 被引量:6
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作者 齐俊德 张定华 +1 位作者 李山 陈冰 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2020年第1期68-73,共6页
相较于机床,工业机器人绝对定位精度较低,难以满足磨削等高精度加工工艺的需求,较大地限制了其应用拓展。针对该问题,本文重点考虑空间测量位置的优化与选择,提出了一种基于距离精度的机器人绝对定位精度标定方法。首先在空间测量位置... 相较于机床,工业机器人绝对定位精度较低,难以满足磨削等高精度加工工艺的需求,较大地限制了其应用拓展。针对该问题,本文重点考虑空间测量位置的优化与选择,提出了一种基于距离精度的机器人绝对定位精度标定方法。首先在空间测量位置对于测量精度影响分析的基础上,采用了雅克比矩阵条件数来定量描述机器人运动性能。结合机器人关节运动特征,分别给出了关节空间与末端笛卡尔运动空间内的机器人优化测量位置范围。然后采用MD-H运动学方法构建了机器人绝对定位精度误差模型,引入距离精度方法,通过距离误差计算避免了坐标系转换误差。最后基于KUKA机器人实验平台开展了标定实验,结果表明机器人平均绝对定位误差从标定前的1.191 mm降低到了0.096 mm,有效验证了方法的有效性。 展开更多
关键词 测量空间 绝对定位精度 雅克比矩阵 转换误差
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高速磁浮列车绝对定位传感器的工程化设计与实现 被引量:5
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作者 薛松 龙志强 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第8期48-57,共10页
本文对电磁悬浮型常导高速磁浮列车绝对定位传感器进行工程化设计研究。建立传感器的解析电磁学模型,并采用有限元仿真分析标志板的屏蔽特性,从而为线圈设计及传感器工作频率的选择提供依据。在此基础上,针对传感器的读码准确率、实时... 本文对电磁悬浮型常导高速磁浮列车绝对定位传感器进行工程化设计研究。建立传感器的解析电磁学模型,并采用有限元仿真分析标志板的屏蔽特性,从而为线圈设计及传感器工作频率的选择提供依据。在此基础上,针对传感器的读码准确率、实时性和鲁棒性问题,对信号调理电路的动态特性及参数选择进行分析与设计,并基于有限状态机设计传感器的读码算法。试验表明本文所设计的传感器稳定可靠,可保证样车试验的长期顺利进行。该传感器同样适用于中低速磁浮列车,对于轮轨列车定位也有一定的参考价值。 展开更多
关键词 磁浮列车 绝对定位传感器 解析电磁学模型 有限元分析 信号调理 有限状态机
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限定记忆法在GPS伪距静态绝对定位中应用 被引量:2
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作者 耿延睿 周丽弦 《电子测量技术》 2000年第2期29-31,共3页
文中对GPS伪距静态绝对定位计算提出了限定记忆法以避免“数据饱和”现象和法方程病态,仿真计算结果表明效果很好。
关键词 GPS 伪距静态绝对定位 限定记忆法
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磁悬浮列车脉宽编码式绝对定位系统 被引量:2
11
作者 李晓龙 龙志强 刘曙生 《传感器技术》 CSCD 北大核心 2003年第4期57-59,共3页
介绍了一种脉宽编码感应式绝对定位系统在磁悬浮列车中的应用。主要讨论了系统的构成和定位原理。在以上分析的基础上,结合我国磁悬浮列车的发展情况,提出了适合现阶段列车定位的方案,并介绍了相关试验结果。
关键词 磁悬浮列车 脉宽编码 绝对定位系统 电磁感应 阅读器 标志板
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火星车绝对定位方法选择 被引量:4
12
作者 彭松 贾阳 陈百超 《深空探测学报》 2016年第2期140-144,共5页
针对火星巡视探测任务,提出3种火星车绝对定位方法:无线电测控定位、图像匹配定位、位置圆定位。无线电测控方法首先确定环绕器的轨道,然后利用环绕器和火星车的器间通信定位确定火星车的绝对位置;图像匹配方法利用着陆过程中的降落图... 针对火星巡视探测任务,提出3种火星车绝对定位方法:无线电测控定位、图像匹配定位、位置圆定位。无线电测控方法首先确定环绕器的轨道,然后利用环绕器和火星车的器间通信定位确定火星车的绝对位置;图像匹配方法利用着陆过程中的降落图像与带地理信息的着陆区地形图进行匹配,实现火星车的位置确定;位置圆方法通过敏感器在多个时刻测量阳光矢量方向和重力矢量方向,结合星历信息求解火星车的位置。对3种方法进行分析比较,根据定位精度、使用约束等因素,给出在轨使用建议:位置圆定位为基本方法,无线电测控定位作为校验手段,图像匹配定位作为修正手段,以满足火星车快速、高精度的定位需求。 展开更多
关键词 火星车 绝对定位 无线电测控 图像匹配 位置圆
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磁浮列车绝对定位传感器的故障检测方法研究
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作者 薛松 张军歌 陈特放 《城市轨道交通研究》 北大核心 2012年第8期75-79,共5页
介绍了磁浮列车绝对定位传感器的基本原理,详细分析了绝对定位传感器的常见故障形式,以故障检测功能为目的设计了相应的检测方法,并采用故障注入方式模拟实际中的故障情形,验证设计的故障检测方法。试验结果表明:故障检测系统能够及时... 介绍了磁浮列车绝对定位传感器的基本原理,详细分析了绝对定位传感器的常见故障形式,以故障检测功能为目的设计了相应的检测方法,并采用故障注入方式模拟实际中的故障情形,验证设计的故障检测方法。试验结果表明:故障检测系统能够及时对输入故障报警,满足磁浮列车绝对定位传感器故障检测系统的实际应用要求。 展开更多
关键词 磁浮列车 绝对定位传感器 故障检测
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基于涡流反射式的磁浮列车绝对定位传感器的研究 被引量:3
14
作者 李俊 吴峻 +1 位作者 汤钧元 李洪鲁 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2019年第11期26-31,共6页
磁浮列车的位置检测方法是列车牵引和运控系统的核心技术之一,传统电磁感应式的绝对定位传感器为U型槽结构,采用小线圈定位,大线圈读码的读码方式,导致线圈数量较多,结构复杂,传感器整体体积大质量重。文中以涡流效应为基础,利用错位分... 磁浮列车的位置检测方法是列车牵引和运控系统的核心技术之一,传统电磁感应式的绝对定位传感器为U型槽结构,采用小线圈定位,大线圈读码的读码方式,导致线圈数量较多,结构复杂,传感器整体体积大质量重。文中以涡流效应为基础,利用错位分布的阵列式检测线圈进行读码,有效减少了传感器的质量体积;针对列车在实际运行中晃动导致误码的情况,通过对阵列式检测线圈参数的优化,使传感器的读码范围提升到标准位置左右7 mm。所设计的绝对定位传感器具有结构简单紧凑、体积小、质量轻、测量准确度高、易于拆卸等优点,能够满足测速定位系统的要求,保证磁浮列车的顺利运行。 展开更多
关键词 磁浮列车 绝对定位传感器 涡流反射式 标志板 阵列式线圈
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基于高分辨率合成孔径雷达影像的角反射器绝对定位 被引量:3
15
作者 宋瑞庆 伍吉仓 +2 位作者 马明雷 张香 李陶 《同济大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第8期1202-1210,共9页
详细介绍了合成孔径雷达(SAR)影像大地测量的定位公式和解算流程,利用加权质心法实现了SAR影像中点目标精细定位。针对同轨SAR影像因空间基线过短造成的定位精度和稳定性差问题,提出了一种添加高程限制条件的解决方法。采用数景高分辨率... 详细介绍了合成孔径雷达(SAR)影像大地测量的定位公式和解算流程,利用加权质心法实现了SAR影像中点目标精细定位。针对同轨SAR影像因空间基线过短造成的定位精度和稳定性差问题,提出了一种添加高程限制条件的解决方法。采用数景高分辨率TerraSAR-X和Sentinel-1 SAR影像,对布设于武汉和上海的6个角反射器分别进行了绝对定位实验。结果表明,利用TerraSAR-X影像获得的角反射器内符合定位精度可达到厘米级,利用Sentinel-1影像获得的角反射器内符合定位精度可达到分米级。 展开更多
关键词 合成孔径雷达 角反射器 绝对定位 TERRASAR-X Sentinel-1A/B
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工业机器人绝对定位精度测量的研究 被引量:3
16
作者 赵建峰 徐志玲 +2 位作者 厉志飞 沈斌 陈刚 《机床与液压》 北大核心 2020年第3期24-27,共4页
以新松SR04C工业机器人为对象,提出了一种利用激光位移传感器和标准样板结合的方法对工业机器人末端位置进行定位,检测系统主要由激光位移传感器和标准样板组成。利用API软件对实验结果进行验证,结果表明:经过标定后的工业机器人绝对定... 以新松SR04C工业机器人为对象,提出了一种利用激光位移传感器和标准样板结合的方法对工业机器人末端位置进行定位,检测系统主要由激光位移传感器和标准样板组成。利用API软件对实验结果进行验证,结果表明:经过标定后的工业机器人绝对定位精度有了明显的改善。 展开更多
关键词 新松SR04C工业机器人 激光位移传感器 绝对定位精度
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基于预标定的机器人绝对定位误差补偿 被引量:5
17
作者 占加林 朱华炳 +1 位作者 柯振辉 赵明利 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2018年第6期84-88,共5页
文章以LR20型6自由度工业机器人为研究对象,建立了机器人运动学的D-H模型,并在运动学方程的基础上推导机器人微分误差模型。利用激光跟踪仪和配套Spatial Analyzer软件设计运动学标定实验,分区选取100个位姿展开标定,通过采用机器人的... 文章以LR20型6自由度工业机器人为研究对象,建立了机器人运动学的D-H模型,并在运动学方程的基础上推导机器人微分误差模型。利用激光跟踪仪和配套Spatial Analyzer软件设计运动学标定实验,分区选取100个位姿展开标定,通过采用机器人的预标定来提高参数辨识的准确性。针对标定结果,在Matlab中使用递推最小二乘法进行参数辨识,最后进行二次误差补偿。实验结果显示:按照ISO 9283制定的五点检测标准,绝对定位精度能够达到0.5mm,最大值不超过1mm,平均提高了67.12%。表明该方法较为准确、有效。 展开更多
关键词 工业机器人 参数辨识 激光跟踪仪 五点检测标准 绝对定位精度
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城市轨道交通列车绝对定位系统比较 被引量:8
18
作者 赵晓峰 《城市轨道交通研究》 北大核心 2015年第10期57-60,共4页
为选用更适合城市轨道交通应用环境的列车绝对定位系统,对两种常用的制式——欧式应答器系统和美式信标系统进行研究。从系统组成和工作原理入手,对比分析其车载定位设备的性能参数,轨旁定位设备的物理特性、烧录信息、点式ATP运营模式... 为选用更适合城市轨道交通应用环境的列车绝对定位系统,对两种常用的制式——欧式应答器系统和美式信标系统进行研究。从系统组成和工作原理入手,对比分析其车载定位设备的性能参数,轨旁定位设备的物理特性、烧录信息、点式ATP运营模式的构建,以及车地射频接口的物理层和逻辑层的实现方式。研究表明:与美式信标系统相比,欧式应答器系统技术更成熟,功能更强大,在城市轨道交通领域应用时可提供更高的灵活性。 展开更多
关键词 城市轨道交通 信号系统 列车绝对定位 欧式应答器 美式信标
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基于改进模拟退火算法的工业机器人绝对定位精度提高 被引量:10
19
作者 黄智 闵杰 +3 位作者 陈贵科 饶志敏 辛强 赵寻 《天津大学学报(自然科学与工程技术版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期374-381,共8页
工业机器人在抛光大口径光学元件时由于其较低的绝对定位精度,使得加工元件较难达到较高的面形精度.本文提出一种通过考虑测量坐标系与机器人基坐标系之间的转换误差、机器人的运动学误差以及机器人法兰端到工具坐标系的测量误差等多误... 工业机器人在抛光大口径光学元件时由于其较低的绝对定位精度,使得加工元件较难达到较高的面形精度.本文提出一种通过考虑测量坐标系与机器人基坐标系之间的转换误差、机器人的运动学误差以及机器人法兰端到工具坐标系的测量误差等多误差源构建工业机器人综合误差模型的校准方法.通过仿真实验与PSO、AFSA、SA算法进行对比,证明改进后的Be-SA算法在辨识误差参数时具有更快的收敛速度和更高的精度.实验结果表明通过Be-SA算法辨识后的KUKA KR 120 R3900的平均绝对定位误差由2.497 mm降低为0.321 mm,最大绝对定位精度由3.358 mm降低为0.961 mm,构建的综合误差模型在辨识运动学误差参数时具有良好的适用性,改进后的Be-SA算法能有效提高机器人的绝对定位精度,对于磨抛大口径光学元件的性能提升具有重要参考价值. 展开更多
关键词 工业机器人 绝对定位精度 模拟退火算法 误差模型
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FPGA在磁浮列车绝对定位系统中的应用
20
作者 钱存元 韩正之 谢维达 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第Z1期884-886,共3页
介绍了磁浮列车绝对定位系统的原理、组成、功能及FPGA在此方面的应用。阐述了位置信息的逻辑解码方案,利用Verilog HDL语言编程实现了基于FPGA的位置信息数字解码电路,仿真与实验验证了其正确性。
关键词 磁浮列车 绝对定位 FPGA
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