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面向核事故应急处置的遥操作系统设计与实验研究
1
作者 李航 侯彦朋 +1 位作者 丑武胜 孟令达 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2024年第5期1607-1618,共12页
针对核事故现场的物理屏蔽严重、应急处置作业条件复杂、作业对象不明确等特点,研究并设计了一款基于动态自组网的机器人遥操作系统。在自组织网络实时Mesh保持良好通讯的情况下,利用叠加在真实回传视频中的虚拟模型,提出一种基于空间... 针对核事故现场的物理屏蔽严重、应急处置作业条件复杂、作业对象不明确等特点,研究并设计了一款基于动态自组网的机器人遥操作系统。在自组织网络实时Mesh保持良好通讯的情况下,利用叠加在真实回传视频中的虚拟模型,提出一种基于空间梯度的人工势场力觉引导算法。操作者可通过观察视觉交互系统中模型的变化和感受施加在自研主手的引导力,提高时延条件下的操作效率和临场感。实验表明,核辐射条件下遥操作系统130 m的通讯时延在30 ms以下,可满足视频传输的带宽要求。力觉引导下的物体避障抓取实验验证了算法的可行性和遥操作系统的工程实用性。因此,本文设计的基于动态自组网的机器人遥操作系统,可使操作者以更加直观自然的方式参与到遥操作系统中,有效提高操作员完成复杂遥操作任务的安全性和操作性能。 展开更多
关键词 核事故 遥操作系统 自组织网络 力觉引导 临场感
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基于多通道增强现实的机器人遥操作技术研究 被引量：5
2
作者 丑武胜 孟偲 王田苗 《高技术通讯》 EI CAS CSCD 2004年第10期49-52,共4页
在传统的预测仿真控制方法的基础上，提出了多通道增强现实遥操作控制策略，以克服通讯时延的影响。通过实际视频图像和预测仿真图形的叠加来消除模型的误差，同时基于TIN(Triangulated Irregular Network)表达的虚拟环境中物体模型，... 在传统的预测仿真控制方法的基础上，提出了多通道增强现实遥操作控制策略，以克服通讯时延的影响。通过实际视频图像和预测仿真图形的叠加来消除模型的误差，同时基于TIN(Triangulated Irregular Network)表达的虚拟环境中物体模型，对虚拟环境中的虚拟接触力进行实时再现，提高操作者的临场感，辅助操作者完成精细的远程操作。实验结果验证了本文所提方法有效性和实用性。 展开更多
关键词 增强现实 机器人遥操作 多通道 虚拟环境 临场感 远程操作 实时 体模 辅助 表达
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基于互联网的机器人远程实验系统 被引量：7
3
作者 丑武胜 王田苗 《高技术通讯》 EI CAS CSCD 2003年第8期66-70,共5页
将互联网技术、机器人远程控制技术和计算机技术有机结合起来 ,建立了一个基于互联网的机器人远程实验系统。操作者可以在任何时间和任何地点通过互联网来控制和操作机器人臂手集成系统。用户通过互联网可以进行机器人语言的学习、编程... 将互联网技术、机器人远程控制技术和计算机技术有机结合起来 ,建立了一个基于互联网的机器人远程实验系统。操作者可以在任何时间和任何地点通过互联网来控制和操作机器人臂手集成系统。用户通过互联网可以进行机器人语言的学习、编程及直接控制机器人关节运动 ,完成一些简单的操作 ,也可以利用带有力觉和触觉反馈的人机交互设备 ,在虚拟仿真规划的基础上 ,完成复杂的操作任务。本系统的建立同时也为有限或贵重设备的共享及异地协同实验研究提供了技术支持。 展开更多
关键词 互联网 机器人 远程实验系统 系统结构 传输协议 服务器 人机交互系统
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空间科学实验机器人辅助遥操作系统 被引量：2
4
作者 丑武胜 孟偲 +1 位作者 陈建新 李晟 《中国空间科学技术》 EI CSCD 北大核心 2003年第6期7-13,共7页
建立了一个面向空间舱内晶体生长科学实验的地面模拟机器人遥操作系统。该系统通过基于虚拟现实的预测仿真来克服通讯时延的影响 ,并通过仿真图形和实际视频图像的叠加来对虚似仿真环境进行校准 ,以提高预测仿真的保真性。操作员利用空... 建立了一个面向空间舱内晶体生长科学实验的地面模拟机器人遥操作系统。该系统通过基于虚拟现实的预测仿真来克服通讯时延的影响 ,并通过仿真图形和实际视频图像的叠加来对虚似仿真环境进行校准 ,以提高预测仿真的保真性。操作员利用空间鼠标等人机交互工具实时控制仿真机器人系统的运动 ,通过遥控与自主相结合的方式 ,并借助全局和局部视觉信息 ,完成了在空间晶体生长科学实验中更换晶体炉料棒的作业任务。 展开更多
关键词 科学实验 辅助遥操作系统 空间机器人 视觉信息 仿真图形 虚拟现实
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冗余机械臂运动奇异性分析 被引量：2
5
作者 丑武胜 吴忠 +1 位作者 王田苗 张启先 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第9期33-36,共4页
作为冗余机械臂结构设计和控制算法设计的理论基础，本文对机械臂的运动奇异性问题进行了分析。引入了冗余机械臂零运动微分动力系统的概念，根据非线性奇异性理论，研究了冗余机械臂奇异状态的局部拓扑性质及可回避性，提出了一种冗余... 作为冗余机械臂结构设计和控制算法设计的理论基础，本文对机械臂的运动奇异性问题进行了分析。引入了冗余机械臂零运动微分动力系统的概念，根据非线性奇异性理论，研究了冗余机械臂奇异状态的局部拓扑性质及可回避性，提出了一种冗余机械臂系统奇异状态类型及可回避性的新方法，其结果适用于任意冗余的机械臂系统。 展开更多
关键词 冗余机械臂 零运动 动力系统 运动奇异性分析
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基于虚拟力的冗余度机器人自主避障研究 被引量：5
6
作者 丑武胜 王朔 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第24期2899-2902,共4页
针对具有末端位姿约束的冗余度机器人,提出了一种实现障碍回避的新方法。该方法将虚拟力和多体动力学引入冗余度机器人的自主避障中,机器人在避障力、任务路径吸引力等综合作用下实时地回避障碍物。避障算法对机器人的工作区域进行划分... 针对具有末端位姿约束的冗余度机器人,提出了一种实现障碍回避的新方法。该方法将虚拟力和多体动力学引入冗余度机器人的自主避障中,机器人在避障力、任务路径吸引力等综合作用下实时地回避障碍物。避障算法对机器人的工作区域进行划分,并实现末端关节避障力的精确计算。该方法使障碍回避过程不再依赖于运动学优化,提高了系统的实时性。 展开更多
关键词 虚拟力 冗余度机器人 多体动力学 自主避障
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空间遥操作机器人系统控制参考模型 被引量：3
7
作者 丑武胜 战强 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第4期378-383,共6页
从分析智能系统中智能行为机制入手 ,研究了智能系统中自组织单元基本结构 ,基于智能工程中的集成单元结构 ,提出了遥操作机器人系统的递阶嵌套控制参考模型 ,并应用到遥操作空间机器人模拟实验中 ,完成了模拟舱内作业任务 ,验证了其实... 从分析智能系统中智能行为机制入手 ,研究了智能系统中自组织单元基本结构 ,基于智能工程中的集成单元结构 ,提出了遥操作机器人系统的递阶嵌套控制参考模型 ,并应用到遥操作空间机器人模拟实验中 ,完成了模拟舱内作业任务 ,验证了其实用性。 展开更多
关键词 遥操作 智能系统 控制参考模型
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智能控制中的定性与定量综合集成方法的研究 被引量：1
8
作者 丑武胜 查建中 吴忠 《天津大学学报》 EI CAS CSCD 1999年第2期186-189,共4页
定性与定量的综合集成是智能控制中所要解决的关键问题之一。本文利用面向对象的思想，研究了智能控制系统的广义知识模型，并以此为基础，提出了智能控制中定性与定量的综合集成方法及具体实施策略．应用结果验证了这种方法的可实施性... 定性与定量的综合集成是智能控制中所要解决的关键问题之一。本文利用面向对象的思想，研究了智能控制系统的广义知识模型，并以此为基础，提出了智能控制中定性与定量的综合集成方法及具体实施策略．应用结果验证了这种方法的可实施性和有效性，为智能控制系统中异构型知识基子系统的无缝集成提供了基础． 展开更多
关键词 智能控制 定性与定量 综合集成 面向对象
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智能及其机器实现 被引量：2
9
作者 丑武胜 查建中 《计算机科学》 CSCD 北大核心 1997年第4期30-33,共4页
随着社会的进步和科学技术的发展,人们已不满足于仅仅从体力劳动中解放出来,还希望进一步从脑力劳动中解放出来,于是让机器(计算机)具备一定的智能、去完那地些需人的智能与的工作的研究一人工智能科学应运而生。
关键词 智能 人工智能 机器实现
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面向平面放置物体的姿态调整与抓取方法
10
作者 周怀东 丑武胜 《工业控制计算机》 2023年第7期10-13,16,共5页
针对机械臂抓取过程中物体平面放置时可抓取边大于手爪宽度而无法直接进行抓取的问题,提出了一种通过其他物体协助的姿态调整方法,通过对目标物体的姿态调整以满足机械臂抓取的要求,最后通过抓取姿态的生成和选择实现机械臂对平面放置... 针对机械臂抓取过程中物体平面放置时可抓取边大于手爪宽度而无法直接进行抓取的问题,提出了一种通过其他物体协助的姿态调整方法,通过对目标物体的姿态调整以满足机械臂抓取的要求,最后通过抓取姿态的生成和选择实现机械臂对平面放置物体和空间物体的抓取。通过抓取实验表明,所提出的方法可以对平面放置的不可抓取的物体进行姿态调整后再进行抓取,实现对空间物体93%的抓取成功率,对于平面放置轻量物体95%的姿态调整成功率。 展开更多
关键词 抓取规划 姿态调整 姿态生成 空间抓取
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基于FPGA的永磁同步电机转子位置的估算 被引量：1
11
作者 丑武胜 李长征 吴忠 《测控技术》 CSCD 2006年第9期75-77,86,共4页
设计了一种永磁同步电机(PMSM)转子位置估算的算法及数字电路实现方案,并给出了硬件描述语言VHDL的描述,最后在可编程逻辑器件FPGA上完成了布局布线和时序验证。实验结果表明能够获得较高的位置精度。
关键词 转子位置 现场可编程门阵列 永磁同步电机
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面向脑外科微创手术的医疗机器人系统 被引量：16
12
作者 丑武胜 王田苗 《机器人技术与应用》 2003年第4期18-21,共4页
机器人为微创外科手术的实施提供了有利的技术支持。本文针对传统脑外科手术的不足 ,开发研制了一套机器人辅助脑外科微创手术系统 ,主要由5自由度机器人、手术规划和导航软件及基于标志点的标定模块组成 ,其中机器人系统不仅可用于系... 机器人为微创外科手术的实施提供了有利的技术支持。本文针对传统脑外科手术的不足 ,开发研制了一套机器人辅助脑外科微创手术系统 ,主要由5自由度机器人、手术规划和导航软件及基于标志点的标定模块组成 ,其中机器人系统不仅可用于系统标定和导航 ,而且可作为手术的支撑平台。该系统已应用到临床中 ,成功完成了大量的微创脑外科手术。 展开更多
关键词 医疗机器人系统 脑外科手术 微创手术 脑肿瘤
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医用机器人与数字化医疗仪器设备的研究和发展 被引量：9
13
作者 丑武胜 王田苗 《机器人技术与应用》 2003年第4期7-11,共5页
医用机器人与数字化医疗仪器设备在提高诊断和治疗的质量方面起着越来越重要的作用 ,具有广阔的应用前景。本文对医用机器人和数字化医疗仪器设备的研究现状进行了分析和综述 ,探讨了其中的关键技术 。
关键词 医用机器人 数字化医疗仪器设备 医疗器械 微小型机器人
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核辐射探测机器人故障容错控制方法研究 被引量：4
14
作者 丑武胜 刘源 杨光 《微计算机信息》 2010年第29期1-3,9,共4页
为了提高核辐射探测机器人的可靠性,本文对核辐射探测机器人双机冗余容错控制系统的故障检测与处理提出了一些新的方法。其中,将双机冗余容错控制系统按所处地位不同划分为处理层、接口层和外设层,容错控制中根据不同层面的情况采用多... 为了提高核辐射探测机器人的可靠性,本文对核辐射探测机器人双机冗余容错控制系统的故障检测与处理提出了一些新的方法。其中,将双机冗余容错控制系统按所处地位不同划分为处理层、接口层和外设层,容错控制中根据不同层面的情况采用多种检测方法有效的判断出故障的具体位置。其次,针对各类故障采用相应的处理方法,不仅实现了控制系统的处理器冗余还实现了控制器的接口冗余。试验表明该系统能很好的满足核辐射探测任务的要求,使系统具有容错控制功能,提高了机器人的可靠性。 展开更多
关键词 容错 故障检测 故障处理
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智能控制系统研究现状与展望 被引量：2
15
作者 丑武胜 查建中 +1 位作者 刘卫 董明 《内蒙古工业大学学报（自然科学版）》 1997年第2期46-54,共9页
控制理论的发展正面临着新的突破，智能控制将成为控制理论发展中的一个新阶段．本文以近年来智能控制领域的研究成果为基础，结合国际上一些比较值得注意的动向，分析了智能控制系统的结构特点，对其研究现状进行了综述，进一步探讨了... 控制理论的发展正面临着新的突破，智能控制将成为控制理论发展中的一个新阶段．本文以近年来智能控制领域的研究成果为基础，结合国际上一些比较值得注意的动向，分析了智能控制系统的结构特点，对其研究现状进行了综述，进一步探讨了相关问题，并提出了智能控制系统今后可能的发展方向． 展开更多
关键词 智能控制 递阶控制 模糊控制 神经网络 学习控制
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我国完成首例远程机器人定向神经外科手术 被引量：1
16
作者 丑武胜 《高技术通讯》 EI CAS CSCD 2003年第10期53-53,共1页
关键词 神经外科手术 中国 计算机网络 远程遥操作控制系统 医疗外科机器人
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Linux下机器人数字化图像采集系统软件设计 被引量：1
17
作者 丑武胜 杨光 刘佳 《微计算机信息》 2010年第26期1-3,共3页
本文介绍了Linux操作系统下机器人数字化图像采集系统软件设计开发,主要包括CMOS图像传感器的驱动开发流程,并在完成驱动程序的基础上实现了图像采集以及网络传输的应用程序的开发。驱动程序开发以Linux下Video4 Linux(V4L)驱动接口为基... 本文介绍了Linux操作系统下机器人数字化图像采集系统软件设计开发,主要包括CMOS图像传感器的驱动开发流程,并在完成驱动程序的基础上实现了图像采集以及网络传输的应用程序的开发。驱动程序开发以Linux下Video4 Linux(V4L)驱动接口为基础,具体介绍图像传感器驱动程序的一般框架,以及V4L驱动接口、I2C总线驱动接口和CMOS芯片的寄存器配置。应用程序开发以V4L接口为基础实现了图像实时采集与网络传输图像到监控中心的功能。 展开更多
关键词 设备驱动程序 图像采集 LINUX 机器人
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基于包围盒的碰撞检测算法研究 被引量：65
18
作者 陈学文 丑武胜 +1 位作者 刘静华 王田苗 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2005年第5期46-50,共5页
基于包围盒的碰撞检测算法是一类重要的碰撞检测算法。文章比较了几种常用的包围盒碰撞检测算法;给出了OBB包围盒的计算算法及其改进和修正算法;包围盒树的建立算法;包围盒的重叠测试和基于包围盒的碰撞检测算法;最后以OBB验证了该类算... 基于包围盒的碰撞检测算法是一类重要的碰撞检测算法。文章比较了几种常用的包围盒碰撞检测算法;给出了OBB包围盒的计算算法及其改进和修正算法;包围盒树的建立算法;包围盒的重叠测试和基于包围盒的碰撞检测算法;最后以OBB验证了该类算法的有效性,正确性和鲁棒性。 展开更多
关键词 碰撞检测 包围盒 计算机图形学
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仿壁虎机器人的步态设计与路径规划 被引量：17
19
作者 孟偲 王田苗 +2 位作者 丑武胜 官胜国 裴葆青 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第9期32-37,共6页
对仿壁虎机器人的步态规划问题进行探讨,在观察分析大壁虎爬行方式的基础上,总结出1324、伪1324以及对角线三种步态,并简要介绍不同步态规划之间的区别,最终选择对角线步态作为仿壁虎机器人的爬行步态。在此基础上设计仿壁虎机器人的直... 对仿壁虎机器人的步态规划问题进行探讨,在观察分析大壁虎爬行方式的基础上,总结出1324、伪1324以及对角线三种步态,并简要介绍不同步态规划之间的区别,最终选择对角线步态作为仿壁虎机器人的爬行步态。在此基础上设计仿壁虎机器人的直线位移步态规划和原地转弯步态规划。针对仿壁虎机器人的单足路径规划,根据步态规划结果将每一条步行足的运动过程分为支撑相和摆动相两种状态,通过对路径约束条件的分析,用多项式逼近的方法分别得出仿壁虎机器人单足路径支撑相和摆动相的一般性表达式,为计算关节控制量提供相应的依据。最后结合实际研制的仿壁虎机器人对步态路径规划进行实例仿真分析,得出支撑相和摆动相的位移时间关系,证明用多项式逼近的方法生成的路径曲线具有良好的起落特性,为仿壁虎机器人的稳定姿态爬行移动控制提供了理论依据。 展开更多
关键词 仿壁虎机器人 多项式逼近 步态 路径规划
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基于增强现实的机器人遥操作系统研究 被引量：17
20
作者 朱广超 王田苗 +3 位作者 丑武胜 孟偲 伍军 薛喜梅 《系统仿真学报》 CAS CSCD 2004年第5期943-946,共4页
在遥操作系统中,预测仿真中存在的建模误差和运动累计误差严重影响遥操作的安全性、精度和效率。采用增强现实技术可以有效地解决该问题。采用视频融合和物体定位技术,操作者可以方便地对比仿真规划结果和实际机器人执行结果之间的差异... 在遥操作系统中,预测仿真中存在的建模误差和运动累计误差严重影响遥操作的安全性、精度和效率。采用增强现实技术可以有效地解决该问题。采用视频融合和物体定位技术,操作者可以方便地对比仿真规划结果和实际机器人执行结果之间的差异,并可以通过修正和更新仿真模型来补偿建模误差和运动累积误差。实验结果表明该系统不但可以有效地消除通讯时延的影响,还可以提高遥操作的精度和效率。 展开更多
关键词 增强现实 遥操作 虚拟现实 时延
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