基于Kinect的机器人辅助超声扫描系统研究 被引量：3

1

作者 孟勃 曹蕾 《计算机工程与科学》 CSCD 北大核心 2016年第3期494-500,共7页

提出一种采用Kinect传感器作为视觉伺服的机器人辅助超声扫描系统,来规划引导机器人的扫描路线,以实现机器人辅助的超声扫描操作。系统由Kinect传感器、机器人和超声探头组成。采用Kinect实时获取超声探头的RGB图像和深度图像,并计算探... 提出一种采用Kinect传感器作为视觉伺服的机器人辅助超声扫描系统,来规划引导机器人的扫描路线,以实现机器人辅助的超声扫描操作。系统由Kinect传感器、机器人和超声探头组成。采用Kinect实时获取超声探头的RGB图像和深度图像,并计算探头当前位姿,结合坐标系配准结果,得到机器人的位姿信息,再根据术前的机器人轨迹规划,引导机器人的超声扫描路径。开展腿部模型实验验证本系统的可行性,通过对Kinect传感器的相机标定实验,计算得到了RGB相机和深度相机的内外参数,通过对探头上标识物的定位,进而计算出探头当前位姿,结合Kinect与机器人坐标系的配准结果,得到了两者的转换矩阵,并对机器人的位置给出指令,引导机械臂夹持探头到达指定扫描位置。在机器人夹持超声探头扫描过程中,实时计算探头与腿部之间的距离,以保证所采集超声图像的质量及扫描操作的安全性。实验结果表明,在Kinect视觉系统的导航引导下,机器人可以夹持超声探头实现自主超声扫描,以减少超声医师的扫描时间,降低医师的劳动强度。 展开更多

关键词 KINECT 机器人 超声扫描 坐标配准

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新型轮式移动机器人的结构设计与参数优化研究 被引量：4

2

作者 邵沛瑶 王挺 +2 位作者 董文博 张凯 姚辰 《高技术通讯》 CAS 2022年第9期959-971,共13页

为了实现特种机器人对于复杂环境的探索需求,结合轮式机器人高速与高效的特点、摇臂结构对于环境的适应性强的特征、伸缩结构对于移动机器人轮子轴距的调整,提出一种新型可伸缩摇臂六轮移动机器人。以攀爬不同类型的楼梯为越障任务与设... 为了实现特种机器人对于复杂环境的探索需求,结合轮式机器人高速与高效的特点、摇臂结构对于环境的适应性强的特征、伸缩结构对于移动机器人轮子轴距的调整,提出一种新型可伸缩摇臂六轮移动机器人。以攀爬不同类型的楼梯为越障任务与设计目标,从准静力学分析得到六轮移动机器人在爬梯过程中的不同状态下越过台阶的力学条件;并以不同状态下需求摩擦系数小于实际给予摩擦系数为跨越楼梯的必要条件,结合现实情况下的爬梯约束条件,选择摇臂长度、前轮到摇臂轴的距离、轮子半径等为设计变量,通过DOE设计、替代模型筛选设计变量,建立基于档案的微遗传算法(AMGA)的多目标参数优化模型,得到Pareto最优解;通过田口稳健设计,引入噪声因子在静态系统下输出最佳解。仿真验证与爬梯实验表明,依据参数优化设计的移动机器人在不同类型的台阶状况下,通过调节伸缩管的长度,可以高效、稳定地爬越楼梯,验证了设计值的可行性。仿真实验与理论的一致性对比验证了研究结果的有效性。 展开更多

关键词 轮式移动机器人 摇臂结构 伸缩结构 爬楼梯 参数设计

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一种新型四臂巡检机器人机构设计与运动分析 被引量：24

3

作者 肖时雨 王洪光 刘国伟 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第3期432-438,共7页

为满足大跨度输电线路对巡检机器人结构尺寸、爬坡性能以及越障性能等方面的要求,从人爬树运动研究中得到启示,设计了一种新型四臂式巡检机器人。首先,通过探索人爬树过程中运动姿态特点,介绍了机器人的机构构型和2种典型障碍物的越障... 为满足大跨度输电线路对巡检机器人结构尺寸、爬坡性能以及越障性能等方面的要求,从人爬树运动研究中得到启示,设计了一种新型四臂式巡检机器人。首先,通过探索人爬树过程中运动姿态特点,介绍了机器人的机构构型和2种典型障碍物的越障方法。其次,给出了机器人机构的主要尺寸,推导了机器人的运动学方程,对机器人爬坡和越障运动性能进行了分析,以验证机构设计的可行性。最后,在虚拟样机平台上进行了运动仿真实验。结果表明该机器人同时具备较强爬坡能力和跨越单挂点等复杂障碍物的能力。 展开更多

关键词 输电线路 巡检机器人 机构设计 运动分析

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考虑温度影响的锂电池等效电路建模及研究 被引量：9

4

作者 李晓鹏 袁学庆 +1 位作者 李博 李亚滨 《电测与仪表》 北大核心 2019年第3期35-41,共7页

针对传统锂电池等效电路模型忽略温度和滞后电压对自身的影响,会导致模型参数不匹配和精确度下降的问题,文中论述了温度和滞后电压对锂电池等效电路模型的影响。设计了基于温度的综合锂电池等效电路模型,分别在不同温度下对Li FePO4电... 针对传统锂电池等效电路模型忽略温度和滞后电压对自身的影响,会导致模型参数不匹配和精确度下降的问题,文中论述了温度和滞后电压对锂电池等效电路模型的影响。设计了基于温度的综合锂电池等效电路模型,分别在不同温度下对Li FePO4电池进行城市道路工况(Urban Dynamometer Driving Schedule UDDS)测试,采用子空间辨识法,通过对模型内部参数进行有效辨识,求解模型参数。在此基础上分析了传统等效电路模型与改进模型在不同温度下的仿真输出及输出误差,结果表明锂电池等效电路模型参数受温度影响较大,在温度广泛变化的情况下,与传统模型相比,文中模型可靠度更高,输出与实际试验数据匹配良好,进而验证了文中模型的有效性,为实际应用提供了有效的模型参考。 展开更多

关键词 锂电池模型 温度影响 子空间辨识 滞后电压

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基于多传感器信息融合的绝缘子串自动识别方法 被引量：11

5

作者 刘澈 姜勇 +1 位作者 姚森敬 刘国伟 《机械设计与制造》 北大核心 2019年第4期220-224,共5页

绝缘子串的自主识别是变电站带电水冲洗机器人执行绝缘子串冲洗任务的重要前提。针对变电站内电力设备复杂的架设结构和室外光照条件的复杂多变问题,提出一种基于SVM与证据相容度改进D-S证据理论方法,融合相机光学图像特征和激光点云图... 绝缘子串的自主识别是变电站带电水冲洗机器人执行绝缘子串冲洗任务的重要前提。针对变电站内电力设备复杂的架设结构和室外光照条件的复杂多变问题,提出一种基于SVM与证据相容度改进D-S证据理论方法,融合相机光学图像特征和激光点云图像特征的变电站支柱绝缘子串自主识别方法。通过构建光学图像中特征曲线的灰度周期性特征矩阵和灰度阈值特征矩阵,激光点云图像中特征曲线的深度重复性特征矩阵和宽度特征矩阵,将四种特征矩阵作为特征证据,通过SVM与证据相容度方法改进的D-S证据理论进行融合,得到结果,实现对三种不同形状支柱绝缘子串的自主识别。实验结果表明,该方法可以克服图像逆光和复杂背景等干扰,准确识别出绝缘子串的类型。 展开更多

关键词 绝缘子串 激光雷达 相机 特征融合 支持向量机 证据理论

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康复移位装置多体动力学建模和力学响应研究

6

作者 任武 张赵威 +1 位作者 唐宏宾 于毅 《中国生物医学工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第6期759-763,共5页

为解决目前国内外对移位机结构设计、力学特性研究不足的问题,利用多体传递矩阵法建立液压驱动移位机模型。模型中采用弹簧阻尼对液压缸进行等效,把支撑臂和摆臂当作Euler-Bernoulli柔性梁处理。利用90和120 kg的质量进行不同人员乘坐... 为解决目前国内外对移位机结构设计、力学特性研究不足的问题,利用多体传递矩阵法建立液压驱动移位机模型。模型中采用弹簧阻尼对液压缸进行等效,把支撑臂和摆臂当作Euler-Bernoulli柔性梁处理。利用90和120 kg的质量进行不同人员乘坐模拟。计算结果表明:油缸部位最大受力达到1 200和1 400 N,满足部件的安全使用标准;以上两种质量人员移位机模型的末端振动位移最大达到45和50 mm,符合设备的抗变形能力。通过对移位机样机上的60名样本人员试验乘坐,显示设计的产品符合乘坐需求和产品设计目的。多体传递矩阵法可为肢体康复移位机产品设计提供有效的参数化建模和计算条件,能满足不同人员、不同型号产品的设计需求,得出运动过程中不同工况的动力学响应,所得结果为移位机及临床医疗设备的智能控制和患者乘坐的安全性、舒适性提供帮助。 展开更多

关键词 康复移位机 多体传递矩阵法 振动 力 位移

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粘弹性材料钻削温度预测模型的建立与应用 被引量：2

7

作者 李冬阳 张张 +1 位作者 徐志刚 白鑫林 《机械设计与制造》 北大核心 2024年第3期166-170,共5页

粘弹性材料兼有弹性固体和粘性流体的特性,传统的热分析方法无法准确描述同时发生的粘性和弹性变形。针对该复杂材料特性的材料去除过程中的温度场研究是十分稀少的,提出将机器学习算法应用到药柱钻削加工的温度预测当中。首先利用线性... 粘弹性材料兼有弹性固体和粘性流体的特性,传统的热分析方法无法准确描述同时发生的粘性和弹性变形。针对该复杂材料特性的材料去除过程中的温度场研究是十分稀少的,提出将机器学习算法应用到药柱钻削加工的温度预测当中。首先利用线性回归进行拟合,侧面证明该模型的非线性。其次利用随机森林和BP神经网络算法进行建模,随机森林模型的随机特性使其具有一定的抗噪能力,BP神经网络模型精度最高,决定系数达到0.989。利用BP神经网络模型的预测功能实现加工过程的提前防控,优化加工参数组合,实现高效安全生产。 展开更多

关键词 机器学习 粘弹性材料 钻削温度 预测模型

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基于神经网络补偿的滑模控制在AUV运动中的应用 被引量：3

8

作者 周焕银 刘开周 封锡盛 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2011年第9期3384-3386,3389,共4页

由于自主水下机器人水动力模型参数的不确定性及其强非线性,提出神经网络动态滑模面控制法。将系统分为确定与不确定部分,通过滑模控制实现对系统确定部分的控制,通过神经网络所具有的自适应调节能力实现对未知干扰与不确定部分进行补... 由于自主水下机器人水动力模型参数的不确定性及其强非线性,提出神经网络动态滑模面控制法。将系统分为确定与不确定部分,通过滑模控制实现对系统确定部分的控制,通过神经网络所具有的自适应调节能力实现对未知干扰与不确定部分进行补偿控制,提高系统的强鲁棒性。通过Lyapunov法验证了控制算法的收敛性;通过MATLAB仿真平台和半物理仿真平台,验证了算法的鲁棒性和抗干扰性。 展开更多

关键词 自主水下机器人 神经网络 滑模控制 半物理仿真

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基于深度卷积神经网络与中心损失的人脸识别 被引量：16

9

作者 张延安 王宏玉 徐方 《科学技术与工程》 北大核心 2017年第35期92-97,共6页

传统人脸识别方法手工设计特征过程复杂、识别率较低,对于开集人脸识别通用深度学习分类模型特征判别能力较弱。针对这两方面的不足,提出了一种以分类损失与中心损失相结合作为模型训练监督信号的深度卷积神经网络。首先,利用构建的应... 传统人脸识别方法手工设计特征过程复杂、识别率较低,对于开集人脸识别通用深度学习分类模型特征判别能力较弱。针对这两方面的不足,提出了一种以分类损失与中心损失相结合作为模型训练监督信号的深度卷积神经网络。首先,利用构建的应用场景数据集优调从公共数据集获得初始化参数的深度人脸识别模型,解决训练数据过小和数据分布差异问题,同时提高模型训练速度;然后,以传统损失函数和新的中心损失作为迁移学习过程中的监督信号,使得类内聚合、类间分散,提高模型输出人脸特征的判别能力;最后,对人脸特征进行主成分分析,进一步去除冗余特征,降低特征复杂度,提高人脸识别准确率。实验结果表明,与传统人脸识别算法相比该算法可以自动进行特征提取,并且相对于通用深度学习分类模型该算法通过度量学习使特征表示更具判别力。在自建测试集和LFW、YouTube Faces标准测试集上都取得了较高的识别率。 展开更多

关键词 人脸识别 卷积神经网络 深度学习 中心损失 度量学习 主成分分析

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基于支持向量机的复杂曲面磨削去除量预测 被引量：7

10

作者 赵敬川 赵吉宾 +1 位作者 李论 张洪瑶 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2021年第11期58-61,共4页

为了提高工业机器人对复杂曲面磨削去除量的磨削精度,提出了一种基于支持向量机的复杂曲面磨削去除量预测方法,通过分析磨削去除量与磨削去除量的影响因素—工件材料、工件进给速度、磨削力、工件表面曲率、砂带线速度、砂带型号、砂带... 为了提高工业机器人对复杂曲面磨削去除量的磨削精度,提出了一种基于支持向量机的复杂曲面磨削去除量预测方法,通过分析磨削去除量与磨削去除量的影响因素—工件材料、工件进给速度、磨削力、工件表面曲率、砂带线速度、砂带型号、砂带磨损程度等之间的相关性,利用支持向量回归机方法建立预测模型,对磨削去除量进行预测。该方法可以充分考虑到磨削去除量影响因素之间的耦合关系。实验数据表明,该预测模型的预测精度达到99.963%。 展开更多

关键词 支持向量回归机 复杂曲面 磨削加工 去除量预测 工业机器人

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改进的交叉耦合控制策略在同步控制中的应用 被引量：4

11

作者 曹原 贾凯 +2 位作者 徐方 杜振军 刘明敏 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2022年第6期72-77,共6页

针对现有控制策略存在的鲁棒性差、误差极值对系统影响大等问题,提出了改进的交叉耦合控制策略,分析了策略原理,并通过李雅普诺夫定理进行了稳定性判定;最后通过MATLAB/Simulink搭建了最大偏差耦合控制策略、加权耦合型控制策略以及本... 针对现有控制策略存在的鲁棒性差、误差极值对系统影响大等问题,提出了改进的交叉耦合控制策略,分析了策略原理,并通过李雅普诺夫定理进行了稳定性判定;最后通过MATLAB/Simulink搭建了最大偏差耦合控制策略、加权耦合型控制策略以及本文提出的改进的交叉耦合控制策略控制框图,并通过控制变量法进行对比实验。实验数据证明了文章提出的改进的交叉耦合控制策略适用于不同的输入信号,并有效解决了误差极值对整体系统影响大的问题,控制性能更优越,鲁棒性高。 展开更多

关键词 交叉耦合同步控制策略 同步误差 控制变量法 控制性能

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基于网络流的嵌入式互联网中流量控制与优化 被引量：6

12

作者 田鹤 赵海 邵士亮 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第6期965-974,共10页

针对嵌入式互联网中实时应用的受限问题,本文提出优化网络资源,平衡网络流量的解决问题思路.基于此,采用图论中的最大流最小割定理,在最小物理网络拓扑结构中构建流量控制模型,并提出一种动态离散粒子群优化算法(DDPSO).DDPSO通过优化... 针对嵌入式互联网中实时应用的受限问题,本文提出优化网络资源,平衡网络流量的解决问题思路.基于此,采用图论中的最大流最小割定理,在最小物理网络拓扑结构中构建流量控制模型,并提出一种动态离散粒子群优化算法(DDPSO).DDPSO通过优化模型中的最大流函数继而优化控制网络流量.仿真实验证明:本文提出的DDPSO算法在定义域内具有较好的收敛性;当采用分级优化策略优化控制网络流量时,本文提出的优化策略可以有效优化网络流量,充分利用网络资源,以保证实时应用要求. 展开更多

关键词 嵌入式互联网 最大流最小割定理 动态离散粒子群优化算法(DDPSO) 流量控制

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一类具有时滞及反馈控制的非自治非线性比率依赖食物链模型 被引量：5

13

作者 王长有 李楠 +1 位作者 蒋涛 杨强 《数学物理学报（A辑）》 CSCD 北大核心 2022年第1期245-268,共24页

该文研究了一类具有时滞和反馈控制的三种群非线性非自治比率依赖的食物链模型.首先,基于时滞微分不等式理论,提出了一些新的分析方法,并构造了一个合适的李亚普诺夫函数.其次,得到了系统正解的持久性和全局吸引性的充分条件.第三,利用... 该文研究了一类具有时滞和反馈控制的三种群非线性非自治比率依赖的食物链模型.首先,基于时滞微分不等式理论,提出了一些新的分析方法,并构造了一个合适的李亚普诺夫函数.其次,得到了系统正解的持久性和全局吸引性的充分条件.第三,利用理论分析和不动点理论,讨论了相应的周期系统,建立了周期系统正周期解的存在性、唯一性和稳定性的充分条件.另外,给出了一些数值模拟,证明了我们的理论分析是正确的.最后,给出了相应的具有乘法噪声源的随机食物链模型的数值例子,并得到该模型一些新的有趣的解的变化过程. 展开更多

关键词 时滞 比率依赖 反馈控制 持久性 全局吸引性 周期解

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基于改进长效递归卷积网络的行为识别算法 被引量：3

14

作者 王学微 徐方 贾凯 《计算机工程与设计》 北大核心 2018年第7期2054-2058,共5页

为充分提取视频序列中人体行为的静态特征与时域特征,提高人体行为识别算法的准确率,结合深度卷积神经网络与递归神经网络,提出一种端到端的网络模型,分别使用多帧叠加的RGB图像与光流图像作为网络输入,将基于RGB图像的人体行为特征与... 为充分提取视频序列中人体行为的静态特征与时域特征,提高人体行为识别算法的准确率,结合深度卷积神经网络与递归神经网络,提出一种端到端的网络模型,分别使用多帧叠加的RGB图像与光流图像作为网络输入,将基于RGB图像的人体行为特征与基于光流图像的人体行为特征进行加权融合,作为最终的人体行为特征。实验结果表明,该算法可以有效提高行为识别准确率,在公开数据集UCF101上取得了84.68%的平均准确率,高于改进前长效递归卷积神经网络(82.34%)。 展开更多

关键词 行为识别 卷积神经网络 递归神经网络 深度学习 模式识别

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基于AT91RM9200的7000m微型ROV控制系统设计

15

作者 黄兴龙 李智刚 +1 位作者 孙凯 秦宝成 《机械设计与制造》 北大核心 2011年第5期21-23,共3页

设计了一种适用于自带能源的7000m深海微型ROV的嵌入式水下控制系统。该系统是7000米微型ROV的核心部件,采用AT91RM9200芯片作为中央处理器,扩展各种传感器和功能部件完成ROV的监控和与上位机之间的实时通讯。采用功耗低、集成度高的电... 设计了一种适用于自带能源的7000m深海微型ROV的嵌入式水下控制系统。该系统是7000米微型ROV的核心部件,采用AT91RM9200芯片作为中央处理器,扩展各种传感器和功能部件完成ROV的监控和与上位机之间的实时通讯。采用功耗低、集成度高的电子元件来搭建出一种功耗低、尺寸小、简单可靠且能满足这种ROV运行环境的控制系统;采用耐压电子技术,控制系统能够稳定地在70MPa的压力下工作。 展开更多

关键词 7000m微型无人潜水器 控制系统 AT91RM9200 耐压设计

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激光冲击强化设备的开发

16

作者 胡太友 乔红超 +1 位作者 赵吉宾 陆莹 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2017年第7期732-737,共6页

针对目前国内激光冲击强化设备工业化程度不高的问题,采用固定光路系统结构形式和模块化设计方法,研制了一款激光冲击强化设备。分析了激光冲击强化设备的设计方案、激光光路布置特点以及系统控制方法,并对激光冲击强化设备技术指标进... 针对目前国内激光冲击强化设备工业化程度不高的问题,采用固定光路系统结构形式和模块化设计方法,研制了一款激光冲击强化设备。分析了激光冲击强化设备的设计方案、激光光路布置特点以及系统控制方法,并对激光冲击强化设备技术指标进行了测试。保持室温在(22±2)℃以内,设备开机20 min后,输出最大脉冲能量可达25 J,能量波动范围不超过3%,脉宽在16 ns~20 ns之间连续可调,波动范围在-1 ns~1 ns以内,光束的发散角小于2.5 mrad,光束指向波动小于50μrad,重复频率0.5 Hz~5 Hz可调,光路系统的传输效率约为92%,约束层厚度均匀、且流量连续可控。测试结果表明,激光冲击强化设备的各项性能良好。 展开更多

关键词 激光冲击强化设备 激光器 控制系统 光路系统

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