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基于系统辨识技术的显微目标姿态信息提取方法研究 被引量:1
1
作者 赵新 杜书印 卢桂章 《高技术通讯》 CAS CSCD 北大核心 2005年第4期37-40,共4页
在微操作机器人系统中,为了获取操作物的姿态信息,以便于控制其操作,提出并实现了一种基于系统辨识技术的微操作机器人系统下姿态信息提取方法.通过对作为视觉反馈获得的二维显微图像进行分析,建立了矩形物倾斜成像的数学模型,并利用参... 在微操作机器人系统中,为了获取操作物的姿态信息,以便于控制其操作,提出并实现了一种基于系统辨识技术的微操作机器人系统下姿态信息提取方法.通过对作为视觉反馈获得的二维显微图像进行分析,建立了矩形物倾斜成像的数学模型,并利用参数辨识方法提取倾角参数,同时利用仿真和初步试验证明了该方法的可行性. 展开更多
关键词 姿态信息 提取方法 辨识技术 微操作机器人系统 显微图像 视觉反馈 数学模型 辨识方法 初步试验 角参数 二维 仿真
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微操作机器人及其显微视觉伺服控制系统的研究 被引量:3
2
作者 刘连臣 卢桂章 +3 位作者 翁春华 张建勋 吴澄 肖田元 《高技术通讯》 EI CAS CSCD 2001年第6期56-58,51,共4页
介绍了一种在生物医学工程领域用于完成显微操作的微驱动机器人系统 ,包括其物理结构和逻辑结构。该系统采用基于梯度方差方法恢复显微图像深度信息的显微视觉伺服控制策略以提高该机器人操作精度。目前 ,该机器人系统已成功地完成了人... 介绍了一种在生物医学工程领域用于完成显微操作的微驱动机器人系统 ,包括其物理结构和逻辑结构。该系统采用基于梯度方差方法恢复显微图像深度信息的显微视觉伺服控制策略以提高该机器人操作精度。目前 ,该机器人系统已成功地完成了人类血液红细胞的分离实验。 展开更多
关键词 生物医学工程 微操作机器人 显微图像处理 深度信息恢复 视觉伺服控制 显微操作
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微操作机器人系统三维标定的研究与实现 被引量:1
3
作者 黄大刚 《传感技术学报》 CAS CSCD 2002年第2期108-111,共4页
提出三维标定方法 ,提出用这种方法标定的精度主要取决于三维标定块的加工精度和标定过程中对标定块的定位精度 。
关键词 微操作机器人 三维标定 二维标尺 三维标定块
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从平面显微图像中提取三维位置反馈信息方法的研究
4
作者 黄大刚 张建勋 +1 位作者 赵新 卢桂章 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第z1期230-231,共2页
针对微操作机器人的结构特点和工作环境 ,提出了一种基于边缘孔径细光束照明原理的纵向定位新方法。即使用两束对称的不同颜色轴外光照明 ,可以直接从显微图像中得到离焦量和离焦方向。这种方法具有操作简单、计算量小等特点 ,定位精度... 针对微操作机器人的结构特点和工作环境 ,提出了一种基于边缘孔径细光束照明原理的纵向定位新方法。即使用两束对称的不同颜色轴外光照明 ,可以直接从显微图像中得到离焦量和离焦方向。这种方法具有操作简单、计算量小等特点 ,定位精度达到 1μm。 展开更多
关键词 显微图像 定位精度 微操作机器人 光阑
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基于显微图像处理的微操作工具深度信息提取方法 被引量:8
5
作者 赵新 孙明竹 +1 位作者 卢桂章 余斌 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第9期917-923,共7页
提出并实现了一种通过显微图像处理获取目标深度信息的方法,将此种方法应用于生物医学实验中常用的微操作工具—微针的深度信息提取,取得了较好的效果.首先,论述了深度信息提取原理;之后,研究了微针的成像模型,详细分析了显微图像点扩... 提出并实现了一种通过显微图像处理获取目标深度信息的方法,将此种方法应用于生物医学实验中常用的微操作工具—微针的深度信息提取,取得了较好的效果.首先,论述了深度信息提取原理;之后,研究了微针的成像模型,详细分析了显微图像点扩散参数获取与微针深度信息提取的方法,给出了相关的实验结果.最后,将此方法应用于微操作机器人系统,利用离焦状态双针互插实验验证了方法的有效性.结果表明,本文的方法在精度上和速度上都达到了在线应用的水平. 展开更多
关键词 显微镜成像模型 点扩散参数 深度信息 微操作
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机器人遥操作中的网络传输延迟分析 被引量:5
6
作者 马宏鹏 翁春华 +3 位作者 张蕾 赵新 刘景泰 卢桂章 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2002年第5期156-158,共3页
首先分析了基于Internet的机器人遥操作所面临的网络控制问题,其次提出了对网络传输不确定性延迟问题的解决方案,然后进行了相应的实验,最后分析了该方案的实验结果及得出的结论。
关键词 INTERNET 遥操作 RTT ICMP 机器人 网络传输延迟
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基于2D三焦点张量的移动机器人视觉伺服镇定控制 被引量:10
7
作者 李宝全 方勇纯 张雪波 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第12期2706-2715,共10页
针对单目视觉移动机器人系统,本文提出了一种基于二维三焦点张量(2D trifocal tensor,2DTT)的视觉伺服镇定控制方法.具体而言,首先描述了2D三焦点张量的导出过程,并给出了基于图像特征点的估计方法.在此基础上根据2D三焦点张量的元素,... 针对单目视觉移动机器人系统,本文提出了一种基于二维三焦点张量(2D trifocal tensor,2DTT)的视觉伺服镇定控制方法.具体而言,首先描述了2D三焦点张量的导出过程,并给出了基于图像特征点的估计方法.在此基础上根据2D三焦点张量的元素,设计了一种反馈线性化控制器以实现机器人的位置镇定,以及一种比例控制器来实现姿态镇定,因而在场景信息与平移信息均未知情况下完成了移动机器人的视觉镇定控制.通过理论分析证明了本文设计的镇定控制算法具有指数收敛性能.相比现有方法,这种基于2D三焦点张量的方法在图像特征识别方面具有更强的鲁棒性,并且在平面场景与立体场景情况下均适用.最后利用仿真与实验结果验证了本文提出的视觉伺服方法的优良性能. 展开更多
关键词 非完整移动机器人 镇定控制 视觉伺服 2D三焦点张量
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移动机器人自适应视觉伺服镇定控制 被引量:8
8
作者 张雪波 方勇纯 刘玺 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第9期1123-1130,共8页
对有单目视觉的移动机器人系统,提出了一种自适应视觉伺服镇定控制算法;在缺乏深度信息传感器并且摄像机外参数未知的情况下,该算法利用视觉反馈实现了移动机器人位置和姿态的渐近稳定.由于机器人坐标系与摄像机坐标系之间的平移外参数... 对有单目视觉的移动机器人系统,提出了一种自适应视觉伺服镇定控制算法;在缺乏深度信息传感器并且摄像机外参数未知的情况下,该算法利用视觉反馈实现了移动机器人位置和姿态的渐近稳定.由于机器人坐标系与摄像机坐标系之间的平移外参数(手眼参数)是未知的,本文利用静态特征点的位姿变化特性,建立移动机器人在摄像机坐标系下的运动学模型.然后,利用单应矩阵分解的方法得到了可测的角度误差信号,并结合2维图像误差信号,通过一组坐标变换,得到了系统的开环误差方程.在此基础之上,基于Lyapunov稳定性理论设计了一种自适应镇定控制算法.理论分析、仿真与实验结果均证明了本文所设计的单目视觉控制器在摄像机外参数未知的情况下,可以使移动机器人渐近稳定到期望的位姿. 展开更多
关键词 单目视觉 移动机器人 自适应镇定控制 未知外参数
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基于虚拟显微镜技术的微操作工具Z方向定位方法研究 被引量:3
9
作者 谢少荣 彭商贤 +1 位作者 赵新 卢桂章 《高技术通讯》 EI CAS CSCD 2001年第9期72-75,共4页
在前期研究工作的基础上提出了在微操作的拟实环境中基于虚拟显微镜技术用“试探法”求解微操作工具Z方向高精度定位问题 ,并针对其三个关键点—确定合理的模糊度判据、噪声处理、确定定位部位 ,进行了理论分析和实验验证 。
关键词 Z方向定位 模糊度判据 噪声处理 定位部位 虚拟显微镜 微操作工具 生物医学
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基于COM组件技术的企业进销存系统设计方法研究 被引量:8
10
作者 徐巧丽 张红光 谢茂强 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2004年第14期230-232,共3页
随着企业竞争的日趋激烈,如何有效管理企业进销存链,提高企业竞争实力,成为大家关注的问题。该文以COM组件技术为背景,描述如何采用组件模型快速开发出灵活性高、易维护、安全性高、易扩展的企业进销存系统,并因而解决如何加速从软件设... 随着企业竞争的日趋激烈,如何有效管理企业进销存链,提高企业竞争实力,成为大家关注的问题。该文以COM组件技术为背景,描述如何采用组件模型快速开发出灵活性高、易维护、安全性高、易扩展的企业进销存系统,并因而解决如何加速从软件设计到最终应用系统的问题。 展开更多
关键词 COM 组件 体系结构
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基于激光传感器的机器人地图构建方法 被引量:12
11
作者 任春明 张建勋 《光电工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第8期83-87,共5页
针对自主移动机器人局部地图构建问题,分析了几种应用较广的测距传感器的优缺点和地图构建中使用的激光传感器的数学模型及其非线性问题。在给出局部地图构建的一般模型的基础上本文提出了一种机器人局部地图构建的一种新方法,该方法针... 针对自主移动机器人局部地图构建问题,分析了几种应用较广的测距传感器的优缺点和地图构建中使用的激光传感器的数学模型及其非线性问题。在给出局部地图构建的一般模型的基础上本文提出了一种机器人局部地图构建的一种新方法,该方法针对传感器数据的不确定问题采用加权最小二乘方法对机器人在导航过程中的局部地图进行构建,具有实现容易、精度较高等特点。仿真和实验结果表明该方法在移动机器人使用激光测距传感器进行环境建模和地图构建过程中可以有效的减小直线拟合误差,进而达到有效建图的目的。 展开更多
关键词 自主移动机器人 激光传感器 加权最小二乘法 地图构建
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基于振动反馈的铣削机器人运动控制 被引量:7
12
作者 代煜 贾宾 +2 位作者 张建勋 曹广威 夏光明 《天津大学学报(自然科学与工程技术版)》 EI CSCD 北大核心 2020年第10期1093-1100,共8页
机器人在利用高速旋转的刀具对目标材料进行铣削加工的过程中,刀具与铣削材料之间切削力的作用会使得整个铣削系统产生受迫振动.当被铣削的目标本身结构刚度较低时,铣削操作会使其产生一定的形变,不适宜利用空间位置作为控制量对铣削操... 机器人在利用高速旋转的刀具对目标材料进行铣削加工的过程中,刀具与铣削材料之间切削力的作用会使得整个铣削系统产生受迫振动.当被铣削的目标本身结构刚度较低时,铣削操作会使其产生一定的形变,不适宜利用空间位置作为控制量对铣削操作进行自动控制.由于动力工具在不同切削深度会产生不同幅值的受迫振动,并且产生的振动信号可以有效包含刀具与铣削材料之间的状态信息,能作为有效的控制量对铣削机器人进行运动控制,达到良好的自动控制效果.本文建立铣削过程中系统的振动模型,并根据振动模型列出微分方程描述动力工具的受迫振动,通过加速度传感器对振动信号进行实时采集,分析所采集信号以验证所建物理模型的准确性.利用快速傅里叶变换(FFT)对信号进行处理,提取信号中频率是刀具旋转频率的整倍数的谐波分量.由于二次谐波的FFT幅值随铣削深度的增加有较为明显特征,并且在刀具空转状态最为稳定,选其作为控制量对铣削机器人进行运动控制.采用DSP芯片作为主控制器,通过PID算法对步进电机加以控制,可以使刀具在铣削过程保持稳定的切削深度.对所建控制系统进行稳定性分析,进行实验并对铣削深度进行测量,证明刀具在铣削过程中能维持在较为稳定的深度,验证了控制算法的有效性. 展开更多
关键词 铣削机器人 振动反馈 FFT DSP PID控制
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大型实景地理模型3D喷绘机器人及其喷绘方法优化 被引量:2
13
作者 陈新伟 刘景泰 +3 位作者 林森 石涛 陈阔 魏青 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第1期23-30,共8页
通过对卫星遥感数据的处理和分析,得到地理信息的实景模型数据.在此基础上,对实景地理模型喷绘机器人核心技术展开研究,包括机构、控制系统设计、模型优化、图像补偿等,最终实现高精度、真彩色实景地理模型的自动喷绘方法.
关键词 卫星遥感 实景模型 真彩色 机器人
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基于小波信息量分段调整的图像增强 被引量:5
14
作者 牛和明 曾明 张建勋 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2008年第6期199-201,共3页
针对全局直方图均衡算法中灰度级统计量与灰度级信息量之间存在的不匹配问题,该文提出一种以频域分析为辅助工具的空间域的图像增强算法。以频域中的小波信息量作为图像灰度级的统计量,对这一统计量进行了分段调整。用调整后的统计量在... 针对全局直方图均衡算法中灰度级统计量与灰度级信息量之间存在的不匹配问题,该文提出一种以频域分析为辅助工具的空间域的图像增强算法。以频域中的小波信息量作为图像灰度级的统计量,对这一统计量进行了分段调整。用调整后的统计量在空间域中进行图像增强,对增强效果给出了两个评价指标。 展开更多
关键词 图像增强 直方图均衡 小波变换
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基于边缘和区域信息的接力型活动轮廓图像分割模型 被引量:3
15
作者 冯昌利 张建勋 代煜 《高技术通讯》 CAS CSCD 北大核心 2013年第4期421-429,共9页
针对用于图像分割的传统单一和组合活动轮廓模型对初始轮廓敏感或者不能处理灰度不均匀图像的问题,提出了一种综合图像的全局、局部等区域信息和边缘信息的新的组合活动轮廓模型。该模型首先将全局灰度拟合能量、局部灰度拟合能量进行... 针对用于图像分割的传统单一和组合活动轮廓模型对初始轮廓敏感或者不能处理灰度不均匀图像的问题,提出了一种综合图像的全局、局部等区域信息和边缘信息的新的组合活动轮廓模型。该模型首先将全局灰度拟合能量、局部灰度拟合能量进行线性组合,组合后的能量再与由边缘探测算子构造的长度能量组成新的能量项;然后根据能量主体变化规律调整组合权重,继而用其分成的两种组合活动轮廓模型先后对图像分割;最后利用高斯滤波函数对水平集函数正则化。同时提出了模型转换、停止准则,实现了模型的自动转换和自动停止。对人工合成图像和真实图像的数值实验表明,该模型对噪声、各种初始轮廓均具有较好的鲁棒性,并具备分割灰度不均匀图像的能力。 展开更多
关键词 活动轮廓模型 边缘探测函数 全局灰度 局部灰度 灰度不均匀 图像分割
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基于遗传算法的家用保安机器人路径规划方法 被引量:3
16
作者 鞠浩 牛合明 张建勋 《高技术通讯》 CAS CSCD 北大核心 2007年第9期924-928,共5页
将领域知识与遗传算法相结合,提出了一种针对家用保安机器人的路径规划方法.该算法采用改进的栅格化方法来描述家庭环境,重新定义了路径适应度函数的评价方法,并设计有效的路径遗传算子.仿真结果表明了该算法的正确性和有效性.利用该算... 将领域知识与遗传算法相结合,提出了一种针对家用保安机器人的路径规划方法.该算法采用改进的栅格化方法来描述家庭环境,重新定义了路径适应度函数的评价方法,并设计有效的路径遗传算子.仿真结果表明了该算法的正确性和有效性.利用该算法实现了在实际家庭环境下保安机器人的路径规划与动态避障. 展开更多
关键词 遗传算法 家用保安机器人 路径规划
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城市环境中移动机器人姿态估计方法(英文) 被引量:2
17
作者 李海丰 王鸿鹏 刘景泰 《控制工程》 CSCD 北大核心 2013年第6期1045-1051,共7页
为了提高移动机器人的自主导航能力,提出一种基于视觉的用于城市环境中移动机器人姿态估计的优化方法。该方法利用单视图中的竖直消失点以及两视图中匹配的水平消失点完成估计。为了准确地提取消失点,设计了一种误差识别的消失点估计方... 为了提高移动机器人的自主导航能力,提出一种基于视觉的用于城市环境中移动机器人姿态估计的优化方法。该方法利用单视图中的竖直消失点以及两视图中匹配的水平消失点完成估计。为了准确地提取消失点,设计了一种误差识别的消失点估计方法以获得具有最小方差的估计结果。通过分析消失点估计过程中的误差传递,将消失点的最小方差估计问题转化为一个凸优化问题。然后,利用垂直判据检查所有提取的候选水平消失点,并对两视图中的水平消失点进行匹配。物理实验表明,该算法能够快速、准确地估计出移动机器人的姿态。 展开更多
关键词 姿态估计 城市环境 消失点 凸优化
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微操作机器人系统拟实环境的建模与实现 被引量:1
18
作者 谢少荣 彭商贤 +1 位作者 赵新 卢桂章 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第2期220-224,共5页
建立微操作机器人的拟实环境结构 ,应包括微操作环境的建模、微操作工具的建模及模型叠加三部分 ;本文就微操作环境的建模与实现和微操作工具的建模与实现这两部分的关键技术 :图像传输、虚拟微操作器的生成、虚拟显微镜、虚拟成像过程... 建立微操作机器人的拟实环境结构 ,应包括微操作环境的建模、微操作工具的建模及模型叠加三部分 ;本文就微操作环境的建模与实现和微操作工具的建模与实现这两部分的关键技术 :图像传输、虚拟微操作器的生成、虚拟显微镜、虚拟成像过程及虚拟控制器给出了实现方案 ,并在基于微机的硬件结构和VisualC ++及OpenGL组成的软件环境里 。 展开更多
关键词 微操作机器人系统 拟实环境 建模 虚拟成像
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微操作显微图像中对象深度信息判据 被引量:1
19
作者 谢少荣 罗均 赵新 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2002年第6期898-900,共3页
通过对显微图像进行三维数据场分析和空间特性分析 ,定义了三个模糊度判据——有效像素数、梯度和、幅度谱和。经实验比较 。
关键词 深度信息 模糊度判据 显微图像 微操作 机器人
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移动机器人网络运动协调的控制与仿真 被引量:1
20
作者 邢关生 张建勋 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2010年第3期660-665,共6页
研究移动机器人网络运动协调的仿真框架与分散控制律的设计。建立了传感范围有限、差速驱动移动机器人网络的数学模型:单个机器人的运动由运动学与动力学方程描述,且驱动力矩和速度有限;有向图和proximity图分别描述机器人间的通信网络... 研究移动机器人网络运动协调的仿真框架与分散控制律的设计。建立了传感范围有限、差速驱动移动机器人网络的数学模型:单个机器人的运动由运动学与动力学方程描述,且驱动力矩和速度有限;有向图和proximity图分别描述机器人间的通信网络和互感网络。设计了基于MATLAB/SIMULINK的运动协调仿真框架,并在此基础上设计了带速度约束的平行运动与自组织编队生成协调控制律。仿真结果证明控制器设计的有效性和仿真框架对不同分散控制律的适用性。 展开更多
关键词 移动机器人网络 协调控制 仿真 平行运动 自组织编队生成
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