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基于5G与北斗的输电线路无人机车载智能移动巡检系统设计 被引量:10
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作者 王峰 杨利波 +4 位作者 杨嘉妮 万富力 孙高森 孙秋芹 何赟泽 《中国测试》 CAS 北大核心 2023年第12期87-93,共7页
为提高无人机巡检作业效率,针对输电线路无(弱)信号区域实时数据传输效率低的问题,以无人机移动作业平台为研究对象,以5G与北斗的双通信方式保障巡检系统与无人机之间的数据交互,构建一种适应无人机输电线路全地域巡检的智能车载移动作... 为提高无人机巡检作业效率,针对输电线路无(弱)信号区域实时数据传输效率低的问题,以无人机移动作业平台为研究对象,以5G与北斗的双通信方式保障巡检系统与无人机之间的数据交互,构建一种适应无人机输电线路全地域巡检的智能车载移动作业系统。首先,基于模块化设计思路,给出适应无人机巡检的移动作业车改装设计方案;其次,基于信号增强与卫星通信技术,提出一种基于5G+北斗的通信系统及其部署方案,在5G网络弱覆盖或失效时,进行信号增强并由卫星通信系统完成通信链路建立和数据传输,进而保障巡检数据传输;然后,基于对Tag码的视觉定位与识别,完成巡检无人机的精准降落回收;进一步,研发移动巡检系统应用软件;最后,通过实地测试验证系统的性能。经实验测试,该智能车载移动作业系统能够实现无人机的自主飞行、远程数据传输及基于视觉伺服的精准降落等巡检任务,为输电线路全地域巡检提供一种系统解决方案。 展开更多
关键词 移动巡检平台 5G与北斗通信 自主无人机 视觉伺服
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基于ToF技术的带电作业安全监测与预警系统 被引量:29
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作者 李稳 顾苏 +3 位作者 汪志刚 周晨梦 毛盾 郑立 《中国电力》 CSCD 北大核心 2020年第2期63-68,共6页
针对目前国内带电作业中安全监控及预警手段和方法缺乏的现状,提出一种基于ToF(time of flight,飞行时间)技术的带电作业实时安全监测与预警系统。采用ToF摄像机实时对工作人员周围的空间进行三维重建,获取工作人员附近物体的坐标信息,... 针对目前国内带电作业中安全监控及预警手段和方法缺乏的现状,提出一种基于ToF(time of flight,飞行时间)技术的带电作业实时安全监测与预警系统。采用ToF摄像机实时对工作人员周围的空间进行三维重建,获取工作人员附近物体的坐标信息,进一步检测工作人员与身边物体的距离信息,当工作人员与导线等带电体的距离超过设定值时便会触发报警系统提醒操作人员。试验结果表明:该系统能实时、准确地监测距离,可靠地对危险情况进行提示与报警。 展开更多
关键词 带电作业 TOF 安全距离 实时监测 预警系统
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基于GA-SA算法的无人机巡检输电铁塔三维航迹优化 被引量:21
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作者 刘书山 刘兰兰 +3 位作者 肖乔莎 郭昊 徐溧 陈彬 《科学技术与工程》 北大核心 2023年第6期2438-2446,共9页
无人机巡检输电铁塔本体和金具、绝缘子等附属部件的航迹优化属于典型的旅行商问题。由于巡检对象的结构复杂、巡检部件多,采用单一的启发式算法会造成航迹重叠、容易陷入局部最优解等问题。为此,考虑无人机航迹三维空间结构的特点,引... 无人机巡检输电铁塔本体和金具、绝缘子等附属部件的航迹优化属于典型的旅行商问题。由于巡检对象的结构复杂、巡检部件多,采用单一的启发式算法会造成航迹重叠、容易陷入局部最优解等问题。为此,考虑无人机航迹三维空间结构的特点,引入全局搜索能力强的遗传算法(genetic algorithm, GA)与局部收敛速度快的模拟退火算法(simulated annealing, SA)相结合的无人机三维航迹混合GA-SA寻优算法。以无人机巡检500 kV超高压交流双回鼓型塔为例,根据三维有限元仿真得到的无人机电磁防护安全距离为2 m,结合巡检对象及常见缺陷出现的位置确定了61个高空安全悬停点,分别采用GA、SA和混合GA-SA算法对无人机遍历高空安全悬停点的航迹进行优化。结果表明:混合GA-SA算法的迭代收敛次数相比GA和SA分别减小了45.6%与55.2%,最优航迹距离分别缩短了8.1%与8.9%,验证了所提方法的有效性。 展开更多
关键词 无人机巡检 航迹优化 电磁防护安全距离 有限元方法 混合算法
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同塔四回输电线路带电作业可行性分析 被引量:7
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作者 杨琪 郭婷婷 +3 位作者 李辉 陈坚平 夏增明 李金亮 《高压电器》 CAS CSCD 北大核心 2018年第8期174-180,共7页
带电作业是对同塔多回输电线路检修最直接、有效的手段,因此有必要对同塔多回输电线路带电作业可行性进行分析。文中以110 kV、220/110 kV和500/220 kV同塔四回输电线路为研究对象,并从带电作业典型作业位置危险率和作业人员体表场强2... 带电作业是对同塔多回输电线路检修最直接、有效的手段,因此有必要对同塔多回输电线路带电作业可行性进行分析。文中以110 kV、220/110 kV和500/220 kV同塔四回输电线路为研究对象,并从带电作业典型作业位置危险率和作业人员体表场强2个方面对带电作业安全性进行了评价。计算表明,110 kV、220/110 kV同塔四回线路直线塔导线侧带电作业危险率大于1×10-5;110 kV同塔四回线路耐张塔横担处危险率大于1×10-5,均不满足规程要求;而500/220 kV同塔四回线路各典型位置均小于1×10-5,满足规程要求。利用有限元仿真软件计算得到:当作业人员不穿屏蔽服在同塔四回输电线路开展带电作业时,人体最大场强均出现在脚的位置,分别为1 080.3、1 482.2、2 138 kV/m,当选用屏蔽效率至少为37.15、39.90、42.67 d B的屏蔽服时即能保证作业人员安全。综上表明,当身穿合适的屏蔽服后,作业人员可安全地在500/220 kV同塔四回线路上开展带电作业,但在110 kV、220/110 kV同塔四回线路直线塔和110 kV同塔四回线路耐张塔上开展带电作业时,仍有较大的安全风险。 展开更多
关键词 同塔四回输电线路 带电作业 安全性评价 危险率 体表场强
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用于特高压带电作业的碳纤维通用闭式卡设计及研制 被引量:5
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作者 李稳 邹德华 +6 位作者 汪志刚 夏增明 姜悦 周展帆 刘兰兰 欧跃雄 梅文建 《电力科学与技术学报》 CAS 北大核心 2019年第1期160-165,共6页
针对现有用于特高压带电作业的闭式卡存在的不足,通过对通用结构研究和材料选型设计,设计研制碳纤维通用闭式卡,并利用仿真力学计算对闭式卡具结构进行静力学分析。计算结果表明:闭式卡受力薄弱环节位于双耳螺栓孔,在3倍额定荷载(240 kN... 针对现有用于特高压带电作业的闭式卡存在的不足,通过对通用结构研究和材料选型设计,设计研制碳纤维通用闭式卡,并利用仿真力学计算对闭式卡具结构进行静力学分析。计算结果表明:闭式卡受力薄弱环节位于双耳螺栓孔,在3倍额定荷载(240 kN)下,卡具最大应力达到58.78 MPa,最大位移量为0.007 156 mm,最小安全系数为5.1。机械强度校核试验结果表明,闭式卡的破坏荷载达到260 kN,满足设计要求。该轻质化碳纤维闭式卡是特高压带电作业大吨位工器具的升级换代产品,具有重要的工程实际意义。 展开更多
关键词 特高压 带电作业 碳纤维 通用闭式卡
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基于图像增广与迁移学习的输电线路金具多目标实时检测方法 被引量:2
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作者 黄力 万旭东 +1 位作者 王凌云 刘兰兰 《电子测量技术》 北大核心 2022年第20期135-142,共8页
架空输电线路金具的状态评估工作对于线路的可靠运行至关重要,金具的检测是评估工作的重要一环。针对金具识别检测中数据集人工标注的工作量大,以及难以兼顾高精度和快速性问题,提出一种基于YOLOX网络改进的输电线路金具检测方法。将无... 架空输电线路金具的状态评估工作对于线路的可靠运行至关重要,金具的检测是评估工作的重要一环。针对金具识别检测中数据集人工标注的工作量大,以及难以兼顾高精度和快速性问题,提出一种基于YOLOX网络改进的输电线路金具检测方法。将无人机拍摄的金具图像进行增广预处理丰富数据集,骨干网络采用在线Mosaic、Mixup增强方式,引入基于特征提取的迁移学习并采用余弦退火学习率进行两阶段模型训练。实验结果表明,改进后的方法对各类金具检测的平均精度均值提高了18.32%,与Faster R-CNN等5种主流检测模型相比,所提方法平均检测精度均值最高,且检测速度仅次于YOLOv3,能够更加快速、精准地识别各类金具,并在一定程度上减少人工标注的工作量。 展开更多
关键词 深度学习 卷积神经网络 迁移学习 实时检测 金具
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基于超分辨率重建与多尺度特征融合的输电线路缺陷检测方法 被引量:26
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作者 刘兰兰 万旭东 +3 位作者 汪志刚 张建 彭昊 杨嘉妮 《电子测量与仪器学报》 CSCD 北大核心 2023年第1期130-139,共10页
针对输电线路巡检中可能存在拍摄图像质量不高的问题,以及线路缺陷目标小而分布密集而导致传统方法检测精度不高的问题,提出一种基于超分辨率重建与多尺度特征融合的输电线路缺陷检测方法。首先,使用超分辨率网络对巡检图像进行重建,提... 针对输电线路巡检中可能存在拍摄图像质量不高的问题,以及线路缺陷目标小而分布密集而导致传统方法检测精度不高的问题,提出一种基于超分辨率重建与多尺度特征融合的输电线路缺陷检测方法。首先,使用超分辨率网络对巡检图像进行重建,提升清晰度,丰富图像中包含的特征信息;然后使用改进的YOLOX网络检测巡检图像中的缺陷,在主干网络中嵌入卷积块注意力机制,强化模型对重叠小目标的定位能力;为进一步提升小目标的检测能力,在YOLOX的特征融合网络中新增浅层检测尺度进行特征融合;最后,通过使用CIOU优化边界框损失函数提升模型收敛能力,降低缺陷目标的漏检率。实验结果表明,所提方法能在提升巡检图像质量的基础上对输电线路缺陷准确地检测,精度达到93.27%,相比SSD等经典模型,对小而密集的缺陷目标有着更强的提取能力和鲁棒性。 展开更多
关键词 输电线路缺陷检测 超分辨率 卷积块注意力 多尺度特征融合
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基于人体体征的作业人员安全预警系统 被引量:5
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作者 李稳 顾苏 +3 位作者 毛盾 潘俊文 汪志刚 梅文建 《中国安全科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第9期167-172,共6页
为避免带电作业人员在封闭的屏蔽服中因热应力而引发的事故,基于热应力理论,研发一套基于人体体征的作业人员安全预警系统。首先,分析人体状态参数,并将其设置为预警系统的阈值;然后,提出安全预警方法,并从电源、微处理器、无线上网(Wi ... 为避免带电作业人员在封闭的屏蔽服中因热应力而引发的事故,基于热应力理论,研发一套基于人体体征的作业人员安全预警系统。首先,分析人体状态参数,并将其设置为预警系统的阈值;然后,提出安全预警方法,并从电源、微处理器、无线上网(Wi Fi)通信、数据采集、报警等5个模块介绍安全预警系统的设计思路;最后,利用样机进行Wi Fi通信功能测试、心率检测功能测试以及电磁兼容试验。结果表明:该系统续航能力大于8 h,Wi Fi通信距离大于15 m,心率误差小于3%,可在300 kV高压环境下正常工作。 展开更多
关键词 带电作业 热应力 人体体征 安全预警系统 心率检测
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220 kV/500 kV混压同塔四回输电线路检修方式 被引量:4
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作者 任承贤 李稳 +6 位作者 时海刚 邹德华 严宇 刘兰兰 欧跃雄 曾文远 童诚 《电力科学与技术学报》 CAS 北大核心 2018年第3期147-153,共7页
由于近年同塔多回线路得到广泛应用,其多回线路故障将威胁其安全稳定运行,而检修作业是消除故障的重要技术手段。针对同塔多回线路运行特点,考虑线路两端接地开关的工作方式和线路的长度,计算单回停运回路上的感应电压和电流。计算结果... 由于近年同塔多回线路得到广泛应用,其多回线路故障将威胁其安全稳定运行,而检修作业是消除故障的重要技术手段。针对同塔多回线路运行特点,考虑线路两端接地开关的工作方式和线路的长度,计算单回停运回路上的感应电压和电流。计算结果表明:当停运回路两端接地开关不接地时感应电压最大值达到80.686 kV,但它不随线路长度发生变化,仅与运行回路电压有关;停运回路一端接地开关接地时感应电流和感应电压最大值分别达到11.741 A、9.892 kV;停运回路两端接地开关均接地时感应电流最大达到227.02 A,线路长度的影响基本可以忽略。同时,根据研究结果确定停运回路检修的2种方式和安全防护措施,并提出运行回路带电作业进出电场的"档外荡入法",经实际应用表明该方法安全可靠。该文研究结果可为同塔多回输电线路检修工作的开展提供有力技术支撑。 展开更多
关键词 同塔多回线路 感应电压 感应电流 检修方式
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基于多物理场耦合的J型线夹仿真分析 被引量:6
10
作者 吴勤斌 马冬二 +2 位作者 邹德华 王学禹 罗日成 《南方电网技术》 CSCD 北大核心 2021年第5期115-121,共7页
随着配网大力开展10 kV线路带电作业,J型线夹被广泛用于断接火项目,对其在线工作状态开展研究具有重要意义。为此建立了J型线夹1:1等比例仿真模型及其力-电-热耦合模型,考虑辐射和空气自然对流对散热的影响,采用三维多物理场耦合方法对... 随着配网大力开展10 kV线路带电作业,J型线夹被广泛用于断接火项目,对其在线工作状态开展研究具有重要意义。为此建立了J型线夹1:1等比例仿真模型及其力-电-热耦合模型,考虑辐射和空气自然对流对散热的影响,采用三维多物理场耦合方法对其应力分布、电流密度分布以及温度分布进行了分析。结果表明:线夹在线工作时,应力分布极不均匀,接触面应力较大,最大值达到了6.8 G N/m^(2),线夹最大位移为1.04 mm;电流密度分布亦不均匀,线夹与导线间电流传递集中于接触面的1/4区域,60%以上电流流经该处,接触面利用率不高,但上下线夹间电流密度分布较为均匀;由于电流分布不均,线夹表面温度也存在差异,温升最高点出现在火线凹槽部位,其值为50 K。 展开更多
关键词 配网 带电作业 J型线夹 多物理场耦合
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高频变压器漏感参数对绕组形变的全局灵敏度分析 被引量:2
11
作者 陈健 万妮娜 +3 位作者 郭昊 徐溧 付焱燚 陈彬 《科学技术与工程》 北大核心 2022年第16期6522-6529,共8页
为深入了解绕组形变对高频变压器漏感参数的影响关系,提出一种分析漏感参数对不同绕组形变种类的全局灵敏度分析方法。首先通过响应面法和中心复合试验设计,建立了高频变压器漏感参数的二阶和三阶响应面模型,并证明三阶响应面模型的计... 为深入了解绕组形变对高频变压器漏感参数的影响关系,提出一种分析漏感参数对不同绕组形变种类的全局灵敏度分析方法。首先通过响应面法和中心复合试验设计,建立了高频变压器漏感参数的二阶和三阶响应面模型,并证明三阶响应面模型的计算精度高于二阶响应面模型,其拟合优度指标和最大误差分别0.991、0.34%;其次基于Sobol’灵敏度分析方法和蒙特卡罗抽样方法,分析了漏感参数对于不同形变种类的灵敏度。结果表明:Sobol’灵敏度分析方法可以很好地定量分析绕组形变对漏感参数的影响程度,漏感参数对于原边绕组发生径向形变最为敏感,一阶灵敏度和全局灵敏度分别为0.6951、0.6963。研究结果可为高频变压器结构设计以及绕组形变检测提供指导和依据。 展开更多
关键词 高频变压器 漏感参数 绕组形变 响应面法 灵敏度
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基于分布式电流行波监测的输电线路故障精确定位装置研制 被引量:16
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作者 何智强 牛捷 +4 位作者 刘兰兰 李勃铖 刘钢 王振宇 彭沙沙 《科学技术与工程》 北大核心 2023年第18期7798-7808,共11页
输电线路发生故障时,及时、准确地确定故障点位置对于快速抢修及保障电力系统的安全可靠运行具有重要意义。针对传统行波故障定位装置存在定位精度低、受影响因素多的问题,研制了一种基于分布式电流行波监测的输电线路故障精确定位装置... 输电线路发生故障时,及时、准确地确定故障点位置对于快速抢修及保障电力系统的安全可靠运行具有重要意义。针对传统行波故障定位装置存在定位精度低、受影响因素多的问题,研制了一种基于分布式电流行波监测的输电线路故障精确定位装置。考虑到故障行波电流具有频带宽、幅值高等特点,采用Rogowski线圈作为故障定位的基本传感单元,利用卫星授时模块的秒脉冲信号对恒温晶振时钟信号进行实时修正和IRIG-B码校正绝对时标。同时,在故障定位原理上消去行波波速、导线长度对定位精度的影响,仅利用行波波头到达定位装置的时刻计算故障点的准确位置。在实验室条件下对研制的装置开展了各项测量准确度试验和电磁兼容试验,装置在试验期间及试验后均能可靠工作,两分布式电流行波监测装置间的对时偏差小于0.1μs,故障位置的理论定位误差小于30 m、实际误差小于300 m,实现了档距范围内的高精度定位。最后,装置在某500 kV和110 kV输电线路工程上进行应用,运行期间稳定可靠。 展开更多
关键词 输电线路 故障定位装置 电流行波 同步对时 分布式监测
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超高压输电线路复合绝缘子不同位置缺陷下发热特性研究 被引量:6
13
作者 李稳 李化旭 +4 位作者 杨力 杨昊彦 胡茗舰 刘冬雄 杨忠毅 《电力科学与技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第5期246-252,共7页
复合绝缘子具有质量轻、机械性能好等特点,其在超特高压输电线路中的应用越来越广泛,但随着使用年限的增加,复合绝缘子容易由于隐蔽性缺陷而发热,最终造成严重的影响。本文建立真型500 kV输电线路复合绝缘子多物理场有限元模型,研究其... 复合绝缘子具有质量轻、机械性能好等特点,其在超特高压输电线路中的应用越来越广泛,但随着使用年限的增加,复合绝缘子容易由于隐蔽性缺陷而发热,最终造成严重的影响。本文建立真型500 kV输电线路复合绝缘子多物理场有限元模型,研究其在高压端、低压端和中间位置存在导通性故障时的电场和温度场分布。结果表明,当存在导通性故障时,绝缘子串电场和热场均产生了较大的变化。高压端、低压端和中间位置分别设置导通性故障时,绝缘子伞裙尖端最大电场分别可达17.45、15.95、5.62 kV/cm,温升分别可达9.3、4.4、1.8℃,最大温升比正常工况下的温升增加了10.6倍。此外,当存在导通性故障时,沿绝缘交界面的温度分布各有特点,例如,中端故障时,其中端存在2个明显的温度峰值。最后,进行现场的红外热像测试试验,验证试验结果与仿真结果具有很好的一致性。 展开更多
关键词 超高压 复合绝缘子 导通性故障 有限元 电热场
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特高压线路引流板发热处置方法分析 被引量:1
14
作者 杨琪 郭婷婷 +3 位作者 汪志刚 李辉 陈坚平 龙洋 《高压电器》 CAS CSCD 北大核心 2018年第10期43-48,共6页
带电作业是特高压输电线路最直接、最有效的检修手段,对保障特高压电网的安全稳定运行和国家能源安全具有意义。文中以带电处理特高压线路引流板温升异常为例,分别分析了"从横担上乘坐吊篮到达作业点"、"采用吊篮法从塔... 带电作业是特高压输电线路最直接、最有效的检修手段,对保障特高压电网的安全稳定运行和国家能源安全具有意义。文中以带电处理特高压线路引流板温升异常为例,分别分析了"从横担上乘坐吊篮到达作业点"、"采用吊篮法从塔身进入跳线"和"采用软梯法到达作业点"的可行性,最终确定作业方式为:从横担上登上软梯,沿地线滑出后,再沿软梯进入等电位。针对此种作业方式,利用有限元仿真软件分析了"人在杆塔上","软梯滑行到绝缘子串中间位置"以及"人位于导线上"时的作业人员体表分布,计算结果表明:在整个进入等电位过程中,体表场强最大出现在处于导线上的作业人员头顶处,达到1 706 kV/m。当作业人员穿屏蔽效率为60 dB带电作业用屏蔽服,并配有屏蔽效率不小于20 dB的网状屏蔽面罩,即可保证作业人员的安全。在采取上述方法和措施后,作业人员顺利完成了此次带电处理特高压线路温升异常的任务。 展开更多
关键词 特高压线路 引流板温升异常 作业方式 体表最大场强
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基于SARSA算法的机器人轴孔装配策略
15
作者 李少东 袁小钢 牛捷 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2023年第11期3669-3680,共12页
为解决机器人装配任务中轴孔位姿不确定问题,提高装配操作的成功率、效率和泛化能力,提出一种基于SARSA算法的变参数导纳控制策略。首先,分析了轴孔装配机理,指导运动控制策略设计。其次,仿真分析了不同导纳参数的位置响应,获得控制器... 为解决机器人装配任务中轴孔位姿不确定问题,提高装配操作的成功率、效率和泛化能力,提出一种基于SARSA算法的变参数导纳控制策略。首先,分析了轴孔装配机理,指导运动控制策略设计。其次,仿真分析了不同导纳参数的位置响应,获得控制器参数。此外,建立了以插孔深度和单次调整移动量为尺度的动作评估机制,解决装配过程奖励函数建模难题,并在动作价值更新过程引入资格迹函数提高算法学习效率。最后,在真实机器人上开展了3组实验,对比基于位置控制和导纳控制的实验结果验证了所提算法在装配成功率和效率上的提升,从不同初始位姿开始装配的实验结果验证了所提算法的泛化能力。结果表明,所提算法有望解决机器人装配任务中轴孔位姿不确定问题。 展开更多
关键词 强化学习 机器人柔顺控制 轴孔装配 导纳控制器
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