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人机接触运动交互中人体舒适感知的测量方法
1
作者 翟敬梅 苏子晴 《包装工程》 CAS 北大核心 2024年第12期176-182,232,共8页
目的完善人机接触运动交互中用户的舒适度测量方法,提高机器人作业的智能感知能力。方法基于机器人按摩作业平台,收集测试者人机接触中皮肤所受的力与变形等作业数据,以及主观触觉感知评价。建立以疼痛感、牵扯感和灼热感为基本维度的... 目的完善人机接触运动交互中用户的舒适度测量方法,提高机器人作业的智能感知能力。方法基于机器人按摩作业平台,收集测试者人机接触中皮肤所受的力与变形等作业数据,以及主观触觉感知评价。建立以疼痛感、牵扯感和灼热感为基本维度的三维舒适度感知空间,通过反向传播神经网络建立客观测量数据与人体触觉感知的映射关系;采用支持向量机算法对人体触觉感知进行舒适、不舒适可作业和不舒适需停机分类。结果实验结果显示,触觉感知预测模型和状态分类模型,能有效实现从作业特征信息到触觉感知再到人机作业状态的整体辨识。结论该方法对人机交互过程中的作业特征和人体主观触觉感知进行联系和模式识别,为机器人安全、舒适的作业规划和在线控制提供了有效依据。 展开更多
关键词 人机交互 人体舒适度 感知识别
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按摩机器人优化示教策略及BPNN-DMPs轨迹学习模型
2
作者 翟敬梅 路东伟 《华南理工大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第12期1-8,共8页
针对按摩机器人作业对象面貌个性化差异,引用动态运动基元(DMPs)模型泛化位姿轨迹和力轨迹。为提高DMPs学习精度,提出了优化示教策略,基于按摩区域Mediapipe特征点计算作业对象间相似度,以此优选学习对象;其次,引入高斯混合回归,算法综... 针对按摩机器人作业对象面貌个性化差异,引用动态运动基元(DMPs)模型泛化位姿轨迹和力轨迹。为提高DMPs学习精度,提出了优化示教策略,基于按摩区域Mediapipe特征点计算作业对象间相似度,以此优选学习对象;其次,引入高斯混合回归,算法综合多次按摩信息以加强学习能力;最后,构建反向传播神经网络(BPNN)模型拟合DMPs算法的强迫项,从根本上改变了原本模型的局限性。实验表明,不增加运行时间下的BPNN-DMPs模型与DMPs、MDMPs和SADMPs算法相比,位置和姿态平均误差分别减少44.1%和54.5%、44.1%和54.5%、29.7%和46.4%。高斯混合回归能够综合多轨迹规律,优化示教策略实施效果显著,与未做优选对象相比,面部实验中的位置和姿态平均误差降低了52.3%和70.2%,标准差降低了46.3%和71.1%;背部实验中的位置、姿态和力平均误差降低了27.7%、66.7%和24.1%,标准差降低了25.7%、54.4%和44.1%。 展开更多
关键词 按摩机器人 动态运动基元 优化示教策略 特征匹配 高斯混合回归 反向传播神经网络
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双机器人协同焊接的轨迹优化 被引量:16
3
作者 翟敬梅 应灿 +1 位作者 张铁 徐晓 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第1期91-95,117-118,共7页
提出一种双机器人协同焊接轨迹优化方法.基于弗莱纳-雪列矢量理论,建立并修正复杂焊缝离散点坐标系.在双机器人协同焊接有效工作空间内,以最佳焊位、焊接速度恒定、无碰撞以及一定焊枪工作位姿为约束条件,确定双机器人初始焊接点可行域... 提出一种双机器人协同焊接轨迹优化方法.基于弗莱纳-雪列矢量理论,建立并修正复杂焊缝离散点坐标系.在双机器人协同焊接有效工作空间内,以最佳焊位、焊接速度恒定、无碰撞以及一定焊枪工作位姿为约束条件,确定双机器人初始焊接点可行域.基于焊接平稳性思想,以焊接全过程双机器人各关节角位移变化总量最小化为优化目标,获取最优初始焊接点和其对应的最优焊接轨迹.搭建试验平台,比较最优初始焊接点和其它可行点的协同焊接轨迹.对各关节的平均角速度、角速度波动性、峰值和焊接时间四个方面分析.结果表明,提出轨迹优化方法是有效的. 展开更多
关键词 双机器人 协同焊接 轨迹优化 弗莱纳-雪列 船形焊
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机械基础远程实验教学平台的设计与建设 被引量:13
4
作者 翟敬梅 徐晓 +2 位作者 黄平 何军 刘新育 《实验技术与管理》 CAS 北大核心 2012年第4期84-89,共6页
针对师资、实验设备和实验场地缺乏等问题,创建一个新的、互补型远程实验教学平台。分析了机械基础实验特点和进行资源整合优化,开发了虚拟仿真实验和远程监控实验,研制了远程监控实验设备状态监听、设备远程连接和测控的网络在线操控... 针对师资、实验设备和实验场地缺乏等问题,创建一个新的、互补型远程实验教学平台。分析了机械基础实验特点和进行资源整合优化,开发了虚拟仿真实验和远程监控实验,研制了远程监控实验设备状态监听、设备远程连接和测控的网络在线操控平台。根据远程教学交互性特点,设计并构建了机械基础远程实验教学管理和操作网络平台。实施机械基础远程实验教学,能够扩展实验内容,降低实验成本,提高实验效率,增加教学的灵活性,使实验的"时间、空间、深度、广度"最大限度地延伸。 展开更多
关键词 机械基础 远程实验 远程监控技术 实验教学设计 网络平台建设
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室内移动机器人自主导航系统设计与方法 被引量:22
5
作者 翟敬梅 刘坤 徐晓 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2020年第4期890-899,共10页
针对移动机器人室内自主导航中环境检测、动态目标定位跟踪和路径规划,设计了“双目+单目”多信息融合的视觉系统。提出一种自适应环境、融合色彩饱和度信息的单尺度Retinex室内阴影消除算法,以有效提取障碍物信息及可行路面区域。研究... 针对移动机器人室内自主导航中环境检测、动态目标定位跟踪和路径规划,设计了“双目+单目”多信息融合的视觉系统。提出一种自适应环境、融合色彩饱和度信息的单尺度Retinex室内阴影消除算法,以有效提取障碍物信息及可行路面区域。研究了一种特征点辅助的时空上下文目标跟踪算法,运用目标特征点进行目标粗定位;引入特征点变化率信息,自动调节时空上下文模型更新,以有效提高复杂环境下动态目标定位的准确性。改进了传统速度向量场吸引速度、排斥速度和切向速度函数,解决了路径规划中机器人轨迹抖动、目标点附近震荡和目标处于障碍物排斥场不可到达等问题。移动机器人室内环境下自主导航实验实现了障碍物、机器人和目标特征提取及其实时定位,移动机器人以最短的避碰路径完成动态目标的有效跟踪。 展开更多
关键词 移动机器人 自主导航 多信息融合系统 环境检测 目标跟踪 路径规划
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知识建模和数据挖掘融合的粗糙度预测新方法 被引量:15
6
作者 翟敬梅 应灿 徐晓 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2012年第5期1046-1053,共8页
针对当前制造过程海量信息和定性定量知识并存的特性,提出知识建模和数据挖掘技术相融合的建模思想。基于粗糙集模型,首次建立知识的粗糙集函数关系,并构建基于"不可分辨—函数"关系的新型粗糙集模型及预测方法,用以预测加工... 针对当前制造过程海量信息和定性定量知识并存的特性,提出知识建模和数据挖掘技术相融合的建模思想。基于粗糙集模型,首次建立知识的粗糙集函数关系,并构建基于"不可分辨—函数"关系的新型粗糙集模型及预测方法,用以预测加工表面粗糙度。新模型将已有知识嵌入到数据挖掘模型中,其信息划分更精确,获取的决策规则蕴含的知识更丰富,故预测精度更高,预测范围更广。与其他预测模型相比,所建模型仅利用已有知识和信息,不需要建模者额外设计和设定模型的结构形式和参数。实验结果也表明,所建模型在预测有效性和预测精度上均有较好表现。 展开更多
关键词 粗糙度预测 数据挖掘 知识建模 粗糙集 不可分辨—函数关系
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双目视觉下基于边缘特征的机器人作业环境检测方法 被引量:9
7
作者 翟敬梅 黄锦洲 刘坤 《华南理工大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第3期1-7,共7页
作业环境的实时信息是工业机器人智能决策的重要依据,针对三维环境信息检测的实时性和自适应性,文中提出了一种基于双目视觉的机器人作业环境(目标体或障碍物的形状、尺寸和位置)检测方法.首先,将Canny算子和Otsu算法相结合,采用降采样... 作业环境的实时信息是工业机器人智能决策的重要依据,针对三维环境信息检测的实时性和自适应性,文中提出了一种基于双目视觉的机器人作业环境(目标体或障碍物的形状、尺寸和位置)检测方法.首先,将Canny算子和Otsu算法相结合,采用降采样和压缩梯度幅值级策略实现目标边缘的自动检测;接着采用基于灰度相关的边缘点分类匹配算法对边缘点进行分类和匹配,解决了传统立体匹配难以兼顾效率与精度的问题;然后基于点云数据环形排序数据结构型式,提出了基于边缘曲率角的轮廓三维几何及位置信息的自动提取方法.机器人自主作业中实时检测动态环境实验结果表明,文中提出的方法能准确地获取作业环境中物体的三维信息,正确分辨出作业目标和障碍物,检测平面尺寸平均误差为0.65%,高度误差为1.69%,机器人能依据目标位置和动态障碍物的实时位置实现预期的作业任务. 展开更多
关键词 机器人 双目视觉 三维信息检测 自适应边缘检测 立体匹配
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基于Web的远程监控实验教学系统的设计 被引量:7
8
作者 翟敬梅 徐晓 +1 位作者 黄平 陈扬枝 《开放教育研究》 CSSCI 北大核心 2010年第5期107-112,共6页
远程监控实验教学模式是网络实验发展的趋势之一。本文研究了远程监控技术在远程实验的应用选择,认为B/S模式是适合远程实验教学系统的网络架构。针对远程监控实验特点,本研究将"学生与学习资源交互"、"学生与实验设备交... 远程监控实验教学模式是网络实验发展的趋势之一。本文研究了远程监控技术在远程实验的应用选择,认为B/S模式是适合远程实验教学系统的网络架构。针对远程监控实验特点,本研究将"学生与学习资源交互"、"学生与实验设备交互"、"学生与教师交互"和"学生与学生交互"四种交互方式与"完成实验"、"营造实验气氛"、"构建协作学习情境"和"评价学生实验"等教学内容有效整合,形成实验"做"与"学"有效互动的教学设计方法,并根据参与实验教学活动的学生、教师和管理员三种角色,建立了学生模块、教师模块和管理员模块管理平台及其管理交互关系。最后,文章还通过一个实例分析了远程监控实验教学系统的开发。 展开更多
关键词 实验教育 远程监控实验 教学设计 管理系统
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基于逆向工程的个性化舌侧正畸矫治体系数字化设计 被引量:7
9
作者 翟敬梅 常琛扬 +2 位作者 夏琴香 蔡斌 项露赛 《口腔医学研究》 CAS CSCD 2012年第9期900-902,共3页
目的:准确建立个性化右侧上颌舌侧正畸矫治体系三维有限元模型,从而为生物力学分析打下基础并提供可靠的研究途径。方法:利用螺旋CT扫描获得头颅DICOM数据,在Mimics中进行牙列的三维重建,导入逆向工程软件Geomagic对牙列模型进行曲面修... 目的:准确建立个性化右侧上颌舌侧正畸矫治体系三维有限元模型,从而为生物力学分析打下基础并提供可靠的研究途径。方法:利用螺旋CT扫描获得头颅DICOM数据,在Mimics中进行牙列的三维重建,导入逆向工程软件Geomagic对牙列模型进行曲面修补及拟合,在UG NX软件中构建矫治系统数值模型,最后将其导入ANSYS软件进行三维有限元模型的构建。结果:建立了含矫治系统的个性化右侧上颌牙齿三维有限元数值模型。结论:基于逆向工程的个性化舌侧矫治数字化设计方法,将Mimics、Geomagic及UG NX综合运用进行数值建模,极大地提高了建模精度,是一种快捷高效的舌侧矫治系统的建模途径。 展开更多
关键词 逆向工程 个性化舌侧正畸 数字化设计
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六自由度喷涂机器人动力学分析及仿真 被引量:15
10
作者 翟敬梅 康博 张铁 《机械设计与制造》 北大核心 2012年第1期169-171,共3页
动力学分析对机器人的控制以及动态分析有着重要作用,针对六自由度喷涂机器人动力学分析运算量大,影响后续控制实时性的问题,提出一个优化的化简动力学方程的方案,运用拉格朗日方法建立机器人的动力学方程并针对计算结果进行有理由的化... 动力学分析对机器人的控制以及动态分析有着重要作用,针对六自由度喷涂机器人动力学分析运算量大,影响后续控制实时性的问题,提出一个优化的化简动力学方程的方案,运用拉格朗日方法建立机器人的动力学方程并针对计算结果进行有理由的化简。为了验证简化结果的可靠性,应用MATLAB软件对化简前后的模型进行仿真。结果证明,经过化简的动力学方程仿真所得力矩曲线与化简前所得曲线重合度高,这表明化简模型具有极高的可靠性。 展开更多
关键词 动力学 六自由度机器人 简化模型 MATLAB仿真
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生产过程质量智能化诊断方法的研究 被引量:6
11
作者 翟敬梅 蒋梁中 +1 位作者 谢存禧 徐晓 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2003年第5期821-823,共3页
针对目前生产过程质量诊断方法本身不可克服的局限性 ,提出了一种基于粗集的智能化生产过程质量诊断的新方法 ,该方法不需要关于数据的任何先验或附加信息 。
关键词 粗集 生产过程 质量诊断
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生产质量在线监测、诊断和控制的粗糙集模型 被引量:3
12
作者 翟敬梅 徐晓 +1 位作者 尹春芳 谢存禧 《华南理工大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第8期1-7,共7页
提出基于两种质量统计过程控制和粗糙集理论的生产过程质量监测-诊断-控制集成模型.研究了统计过程控制及两种质量理论的质量在线监测和上下工序诊断模型.针对实际生产获取信息的不完备性,发展了一种新的基于粗糙集理论的工序质量诊断模... 提出基于两种质量统计过程控制和粗糙集理论的生产过程质量监测-诊断-控制集成模型.研究了统计过程控制及两种质量理论的质量在线监测和上下工序诊断模型.针对实际生产获取信息的不完备性,发展了一种新的基于粗糙集理论的工序质量诊断模型,以度量生产参数对工序质量影响的可能性和重要性.采用的面向用户需求的质量优化控制算法在实际应用中具有较强的可操作性.研究方法在酵母生产过程的应用验证了模型的正确性. 展开更多
关键词 质量监测 质量诊断 质量控制 统计过程控制 粗糙集理论
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基于约束网络的柔性装配系统全局优化设计的遗传算法 被引量:4
13
作者 翟敬梅 郑时雄 +1 位作者 徐晓 刘桂雄 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 1999年第5期750-752,共3页
介绍了一种新的约束网络求解算法——遗传算法,提出并采用了基因进化策略,较之传统遗传算法,更具高效性,并成功地应用在柔性装配系统全局优化设计中。
关键词 遗传算法 全局优化 柔性装配系统 约束网络
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特征点辅助的时空上下文目标跟踪与定位 被引量:10
14
作者 翟敬梅 刘坤 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第11期2839-2848,共10页
针对动态目标跟踪中快速运动和目标遮挡而跟踪失败问题,提出了一种特征点辅助的时空上下文跟踪算法。首先提取目标特征点,通过特征点匹配和光流跟踪方法进行目标追踪,获得目标预估位置;其次,建立特征点变化率和时空上下文模型更新率关... 针对动态目标跟踪中快速运动和目标遮挡而跟踪失败问题,提出了一种特征点辅助的时空上下文跟踪算法。首先提取目标特征点,通过特征点匹配和光流跟踪方法进行目标追踪,获得目标预估位置;其次,建立特征点变化率和时空上下文模型更新率关系模型,实时调控更新率,防止引入错误信息;最后,在预估位置区域内,构建局部上下文外观模型,计算与时空上下文模型的相关性获取置信图,进一步精确定位目标。算法在一组测试视频集中进行验证,相比目前4种主流算法(平均跟踪成功率最高为60%,平均跟踪误差最小为26.14 pixel),本算法综合性能达到最优,平均跟踪成功率为90%,平均跟踪误差为7.47 pixel,平均跟踪速率25.31 f/s。在双目视觉移动机器人平台上对随机运动目标进行跟踪实验,在背景干扰、遮挡、目标旋转和快速运动等组合情况下,跟踪成功率97.4%,跟踪距离平均相对误差为4.05%。 展开更多
关键词 目标跟踪 时空上下文 特征点跟踪 双目视觉 目标测量
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面向噪声数据的多尺度粗糙集模型研究 被引量:5
15
作者 翟敬梅 刘海涛 徐晓 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2011年第6期8-10,14,共4页
针对Pawlak粗糙集模型处理噪声信息的局限性,借鉴变精度粗糙集模型的思想,引入多尺度变量,建立单维的多尺度粗糙集模型。通过构造尺度变量s与尺度函数(fs)的变化关系,对噪声数据进行多尺度、多角度的动态分析,提高抑制噪声的能力,根据... 针对Pawlak粗糙集模型处理噪声信息的局限性,借鉴变精度粗糙集模型的思想,引入多尺度变量,建立单维的多尺度粗糙集模型。通过构造尺度变量s与尺度函数(fs)的变化关系,对噪声数据进行多尺度、多角度的动态分析,提高抑制噪声的能力,根据评价指标不断地优化尺度,获取满足用户要求的决策规则。实例说明了该方法的优点及可行性。 展开更多
关键词 多尺度粗糙集模型 近似分类质量 噪声
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一种新颖的智能健康监护床设计研究 被引量:3
16
作者 翟敬梅 徐晓 +1 位作者 刘春 谢存禧 《机械设计》 CSCD 北大核心 2010年第8期35-37,82,共4页
突破传统护理床结构设计思想,利用机器人多轴控制技术实现护理床不同体位变换;以护理床为基点,采用嵌入式技术研制了智能健康监护系统,实现对监护对象的生理参数实时检测和健康异常自动报警。为确保报警的准确性,分析了信号噪声、传感... 突破传统护理床结构设计思想,利用机器人多轴控制技术实现护理床不同体位变换;以护理床为基点,采用嵌入式技术研制了智能健康监护系统,实现对监护对象的生理参数实时检测和健康异常自动报警。为确保报警的准确性,分析了信号噪声、传感器信号和人体生理信号特征,研究了基于小波分析的智能健康报警模型。这样一个融合"护理"、"监控"和"危急报警"功能的智能健康监护床不仅可满足当前社会的需求,同时作为一个终端,可以和远程监护中心形成一个面向社会的网络化健康监控体系。 展开更多
关键词 健康监护 机器人化护理床 生理信号检测 智能报警
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工业机器人轨迹跟踪的自适应模糊变结构算法 被引量:3
17
作者 翟敬梅 康博 唐会华 《华南理工大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第12期12-16,23,共6页
为提高工业机器人的轨迹跟踪控制性能,提出了一种自适应模糊变结构控制算法,即对滑模区中趋近运动的趋近律进行重新设计,新设计的趋近律能够随着机器人轨迹跟踪误差的改变而做出相应变化,从而使设计后系统的抖振减小,滑模过程中的趋近... 为提高工业机器人的轨迹跟踪控制性能,提出了一种自适应模糊变结构控制算法,即对滑模区中趋近运动的趋近律进行重新设计,新设计的趋近律能够随着机器人轨迹跟踪误差的改变而做出相应变化,从而使设计后系统的抖振减小,滑模过程中的趋近运动得到改善,控制性能也得到提高.针对该算法设计了自适应模糊变结构控制器,并与其他方法做了实验对比分析,结果表明该算法的响应速度、跟踪精度等更优. 展开更多
关键词 工业机器人 轨迹跟踪 变结构控制 自适应模糊控制
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基于数据驱动的生产质量决策支持系统模型的研究 被引量:2
18
作者 翟敬梅 蒋梁中 +1 位作者 徐晓 谢存禧 《机械设计》 CSCD 北大核心 2003年第3期14-16,19,共4页
基于生产过程实时监控系统获取的大量质量监测数据 ,提出了以数据仓库为核心 ,数据挖掘为驱动的企业生产质量决策支持系统模式。以粗糙集理论为主体技术进行数据挖掘 ,针对实际生产过程的特性 ,将经典粗糙集不可分辨关系进行扩展 ,引入... 基于生产过程实时监控系统获取的大量质量监测数据 ,提出了以数据仓库为核心 ,数据挖掘为驱动的企业生产质量决策支持系统模式。以粗糙集理论为主体技术进行数据挖掘 ,针对实际生产过程的特性 ,将经典粗糙集不可分辨关系进行扩展 ,引入相近和相似关系 ,可以有效处理实际生产过程中数据的背景噪音和数据不完备的状况。采用遗传算法解决粗糙集理论中知识简约的NP完全问题 ,挖掘出的各个生产过程的相互关联规则 ,通过人机一体优化策略 。 展开更多
关键词 数据挖掘 数据仓库 决策支持系统 DSS 质量 监测 生产过程
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一种高效的基于粗集实时诊断算法的研究 被引量:2
19
作者 翟敬梅 徐晓 +1 位作者 蒋梁中 谢存禧 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2003年第6期938-941,共4页
随着计算机、自动化等技术的不断发展 ,在线监测系统已广泛地应用在企业生产中 ,开发研制智能化实时在线诊断系统已成为发展的必然趋势。粗集理论能有效地分析和处理不精确、不一致、不完整的各种信息 ,并以最简单的形式表示属性间相互... 随着计算机、自动化等技术的不断发展 ,在线监测系统已广泛地应用在企业生产中 ,开发研制智能化实时在线诊断系统已成为发展的必然趋势。粗集理论能有效地分析和处理不精确、不一致、不完整的各种信息 ,并以最简单的形式表示属性间相互影响关系 ,它已逐步应用在各类诊断领域中。由于属性的简约为 NP完全问题 ,这就为时效性要求较高的实时在线诊断算法提出了较高的要求。本文提出了一种高效的时态决策表“核”的计算方法 ,该方法不需要遍历所有的对象 (或过程 ) ,提高了求解速度 ,并可利用前一时态决策表“核”的计算结果经过简单推算即可求得下一时态决策表的“核”。应用遗传算法求解决策表的最小简约 ,根据“核”的信息对遗传操作采取了一系列控制策略 ,从而大大提高了求解效率 ,使基于粗集的实时诊断系统应用在实际生产中成为可能。 展开更多
关键词 实时诊断 时态决策表 遗传算法 粗集 最小简约
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基于WebGL的双机器人运动仿真实验平台 被引量:10
20
作者 翟敬梅 郭培森 徐晓 《实验室研究与探索》 CAS 北大核心 2017年第8期112-116,共5页
结合当前工业机器人技术和发展,共享实验教育资源,开发了基于B/S模式的双机器人运动仿真实验平台。采用WebGL技术构建虚拟现实环境下机器人的三维模型,JavaScript语言实现机器人运动控制及事件响应等功能,HTML和CSS语言搭建了人机交互... 结合当前工业机器人技术和发展,共享实验教育资源,开发了基于B/S模式的双机器人运动仿真实验平台。采用WebGL技术构建虚拟现实环境下机器人的三维模型,JavaScript语言实现机器人运动控制及事件响应等功能,HTML和CSS语言搭建了人机交互界面。仿真平台包含了运动仿真模块、障碍物生成模块、运动状态显示模块及运动控制模块。可采用快捷指令、编程和机器人插补点3种控制方式,实现单机器人运动规划、双机器人协作运动优化及机器人避障规划等多种仿真任务。平台发布于远程实验教学网站,解决了当前设备资源不足等问题,在教学应用中达到了预期效果,获得了学生的好评和认可。 展开更多
关键词 工业机器人 运动仿真 实验平台
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