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面向物理约束的机器人运动学标定最优位姿集规划方法研究
1
作者 姜吉光 侯爵 +3 位作者 苏成志 巴麒蛟 田爱鑫 徐明宇 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期472-480,共9页
在物理约束下的工业机器人运动学标定过程中,标定精度受到位姿集的影响,而位姿集的选取又受到标定装置的约束,针对以上问题,提出了一种采样区间评价结合位姿集优选的最优位姿集规划方法。首先建立了机器人运动学模型及距离约束标定模型... 在物理约束下的工业机器人运动学标定过程中,标定精度受到位姿集的影响,而位姿集的选取又受到标定装置的约束,针对以上问题,提出了一种采样区间评价结合位姿集优选的最优位姿集规划方法。首先建立了机器人运动学模型及距离约束标定模型,计算了机器人系统参数误差约束方程及误差雅可比矩阵;然后对机器人工作空间进行空间网格划分,应用拉丁超立方采样结合可观测指标对各个网格区间进行评价,得到最优采样区间;再次基于离线数据建立标定精度预测模型,在最优采样区间内实现最优位姿集的搜索;最后对中瑞RT-608机器人进行最优位姿集的规划及验证,结果表明:基于最优位姿集标定后的平均拟合球半径为0.3947 mm,较随机位姿集减小了57.98%。 展开更多
关键词 工业机器人 运动学标定 物理约束 最优位姿集 区间评价
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基于EMD-PSO优化阈值的COD光谱去噪研究
2
作者 姜吉光 侯小龙 +3 位作者 苏成志 李笑天 侯爵 曾越 《激光杂志》 CAS 北大核心 2023年第7期51-56,共6页
在对水体COD进行光谱检测时,光谱数据中会掺杂大量噪声,影响后续对水体COD的定量分析。为了降低噪声的影响,提出了一种经验模态分解-粒子群(EMD-PSO)优化阈值去噪模型,首先对EMD分解得到的特征模函数进行噪声主导分量和信号主导分量的划... 在对水体COD进行光谱检测时,光谱数据中会掺杂大量噪声,影响后续对水体COD的定量分析。为了降低噪声的影响,提出了一种经验模态分解-粒子群(EMD-PSO)优化阈值去噪模型,首先对EMD分解得到的特征模函数进行噪声主导分量和信号主导分量的划分,通过PSO优化选取噪声主导分量部分的最佳阈值,对数据进行截取、重构,获得去噪光谱信号。以不同浓度梯度的COD标准溶液进行测试,实验结果表明:EMDPSO优化阈值去噪模型相对于EMD软、硬阈值去噪,信噪比有所提高,均方误差由软、硬阈值的0.6247和0.6725降至0.02619,样品浓度与吸光度线性相关系数更高,达到0.99798。 展开更多
关键词 光谱检测 经验模态分解 粒子群优化 阈值去噪
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临湖铁矿开采采场围岩裂隙演化规律及防治水技术研究
3
作者 苏成志 齐跃明 景佳俊 《金属矿山》 CAS 北大核心 2023年第12期196-203,共8页
压占资源的安全开采是当前矿区生产的难点之一。以往对于水体、建筑物、铁路下的矿产安全开采研究以煤矿居多,而铁矿山的研究甚少,特别是水文地质条件复杂地区。为解放被地表水体压占的铁矿资源,在深入分析水文地质条件的基础上,以某临... 压占资源的安全开采是当前矿区生产的难点之一。以往对于水体、建筑物、铁路下的矿产安全开采研究以煤矿居多,而铁矿山的研究甚少,特别是水文地质条件复杂地区。为解放被地表水体压占的铁矿资源,在深入分析水文地质条件的基础上,以某临湖铁矿为例,利用“下三带”理论、塑性力学公式和岩石力学模拟等,对铁矿矿段开采进行应力、位移分析及导水裂隙带预测,探究了含断层矿层开采造成的采场围岩裂隙演化规律以及断层的导水能力变化情况。结果表明,上盘岩层底端因为断层而出现应力集中现象,最大应力达到11.53 MPa。围岩应力在采掘扰动作用下发生较大范围改变,造成底板破坏带最大达到1.91 m。而断层带及其附近隔水性能变化极小,未造成工作面与湖水沟通。提出采用矿井充填、隔水层再造以及底板注浆改造等方式来防治临湖铁矿水害。研究成果可以为该铁矿水害防治及后续开采方式优化提供依据,同时也为类似矿区提供借鉴。 展开更多
关键词 近水体采矿 断层带 围岩裂隙演化 充填开采 水害防治
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复杂曲面喷涂姿态自主规划方法
4
作者 苏成志 王虹霖 +1 位作者 徐朕 王恩国 《机床与液压》 北大核心 2023年第5期23-28,共6页
针对曲率变化大的复杂曲面喷涂问题,提出一种基于粒子群的喷涂姿态自主规划方法。该方法基于工件点云模型实现,通过改进的区域生长算法将曲率变化大的工件分割为若干简单曲面,根据喷涂工艺特点对各个简单曲面进行喷枪包围盒下采样,建立... 针对曲率变化大的复杂曲面喷涂问题,提出一种基于粒子群的喷涂姿态自主规划方法。该方法基于工件点云模型实现,通过改进的区域生长算法将曲率变化大的工件分割为若干简单曲面,根据喷涂工艺特点对各个简单曲面进行喷枪包围盒下采样,建立喷涂姿态目标函数,通过粒子群算法求解工件各个曲面的喷涂姿态。平均曲率范围为[2.01×10^(-6),1.83×10^(-2)]的工件试验结果表明:该方法可以有效地将复杂的曲面喷涂问题简化,将曲率变化大的曲面分割为边界规则的简单曲面,避免了待喷涂面超出工作空间或机器人进入奇异状态的问题,能够自主地实现复杂曲面的喷涂姿态规划。 展开更多
关键词 机器人 复杂曲面 喷涂姿态自主规划方法
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基于响应面模型与遗传算法的空气喷涂工艺参数优化
5
作者 杨东兴 苏成志 《电镀与涂饰》 CAS 北大核心 2023年第8期52-59,共8页
为提高空气喷涂漆膜厚度的均匀性,提出一种基于响应面模型和遗传算法结合的优化方法。以铁板为基材,以漆料黏度、喷涂距离、喷枪移动速率、雾化气压、扇面气压和流量气压作为影响某白色聚氨酯面漆均匀度(即厚度标准差)的主要工艺参数,... 为提高空气喷涂漆膜厚度的均匀性,提出一种基于响应面模型和遗传算法结合的优化方法。以铁板为基材,以漆料黏度、喷涂距离、喷枪移动速率、雾化气压、扇面气压和流量气压作为影响某白色聚氨酯面漆均匀度(即厚度标准差)的主要工艺参数,按正交实验法获取实验样本数据,得到关于漆膜厚度和均匀度的多项式回归响应面模型。然后运用遗传算法,以一定漆膜厚度为约束,对均匀度响应面模型进行寻优求解,并与正交实验喷涂结果进行对比。结果发现,喷涂工艺参数优化后的漆膜均匀度提高了6%~33%。运用响应面模型与遗传算法对漆膜均匀度进行单目标优化,提高了优化效率和漆膜均匀度,为之后的机器人喷涂工艺参数设置提供了有效的优化方法。 展开更多
关键词 空气喷涂 厚度均匀性 标准差 正交实验 响应面法 遗传算法 优化
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平面几何测量中的图像畸变校正 被引量：27
6
作者 苏成志 王恩国 +2 位作者 郝江涛 曹国华 徐洪吉 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第1期161-167,共7页
针对图像畸变对平面图像几何线度精密测量精度的影响,提出一种直接利用标准网格板作为测量基准的畸变校正方法。根据待测物体与网格板处于相同物面时,其图像畸变与网格板图像畸变相同,待测点在网格板图像中相对网格的几何位置不变这一性... 针对图像畸变对平面图像几何线度精密测量精度的影响,提出一种直接利用标准网格板作为测量基准的畸变校正方法。根据待测物体与网格板处于相同物面时,其图像畸变与网格板图像畸变相同,待测点在网格板图像中相对网格的几何位置不变这一性质,提出直接使用发生畸变的网格板图像作为校正基准来代替通过建模将外部标准转换为摄像机内部基准的畸变校正思路。首先,确定待测点在网格板畸变图像中的初始位置;然后,根据平行线分线段成比例定理确定待测点在网格板畸变图像网格内的精确位置,对两者求和完成待测物体上任意两点的实际几何线度测量。实验证明,当校正网格板间距为1 mm,精度为0.2μm时,使用提出方法得到的畸变误差是现有校正方法的20%,校正精度可达4μm。该方法省去了建模过程,其校正精度仅与网格板精度有关,具有更高的精度和适应性。 展开更多
关键词 平面图像测量 图像畸变 校正基准 建模校正
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减小光强不均对CCD非均匀性校正的影响 被引量：13
7
作者 苏成志 陈栋 +1 位作者 曹国华 徐洪吉 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2011年第4期680-684,共5页
在校正CCD传感器非均匀性过程中,发现光强不均对CCD非均匀性校正精度有很大影响。为了提高校正精度,提出了利用曲面拟合光强分布减小其对不均匀性校正影响的方法。此法根据CCD非均匀性具有随机性,应用最小二乘法拟合光强分布曲面,再从CC... 在校正CCD传感器非均匀性过程中,发现光强不均对CCD非均匀性校正精度有很大影响。为了提高校正精度,提出了利用曲面拟合光强分布减小其对不均匀性校正影响的方法。此法根据CCD非均匀性具有随机性,应用最小二乘法拟合光强分布曲面,再从CCD标定数据中去除该曲面,从而减小光强不均对CCD非均匀性校正的影响。实验证明:随着光强的增大光强不均性亦增大,其引起的校正误差可达1.9%。采用曲面拟合光强分布能够有效减小光强不均引进的误差,提高CCD非均匀性校正精度。 展开更多
关键词 光强不均 曲面拟合 CCD校正 非均匀性
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新阈值二进小波去噪算法在齿轮信号中的应用 被引量：7
8
作者 苏成志 陈洪印 +2 位作者 孟凡一 王德民 于培章 《计算机工程与应用》 CSCD 2014年第18期206-209,共4页
在齿轮的激光检测过程中,由于各种噪声源的影响,原始信号会出现特征信息弱化的现象,影响了齿轮检测的准确性。为解决该问题,在分析传统软、硬阈值函数不足的基础上,提出了一种新阈值函数和二进小波变换相结合的去噪方法。在该方法中构... 在齿轮的激光检测过程中,由于各种噪声源的影响,原始信号会出现特征信息弱化的现象,影响了齿轮检测的准确性。为解决该问题,在分析传统软、硬阈值函数不足的基础上,提出了一种新阈值函数和二进小波变换相结合的去噪方法。在该方法中构建了一个可以调节的新阈值函数,该阈值随二进小波分解系数的变化以指数形式动态调整,克服了传统硬阈值函数不连续和传统软阈值函数存在偏差的问题。经仿真实验验证,该方法的信噪比和适用性具有明显的改善。 展开更多
关键词 齿轮 二进小波变换 新阈值函数 动态阈值 信号重构
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激光辐照下红外测温的误差补偿方法研究 被引量：4
9
作者 苏成志 晏春 +3 位作者 王菲 张承双 包艳玲 阮英波 《应用光学》 CAS CSCD 北大核心 2019年第6期1084-1090,共7页
为了提高激光辐照下加热点处红外测温精度,建立了多变量测温补偿模型,研究了测量距离、测量角度与测量精度的关系。采用单一变量与正交变量结合的方法,建立关于测量距离与测量角度的二元变量补偿模型,并进行误差补偿模型验证实验。结果... 为了提高激光辐照下加热点处红外测温精度,建立了多变量测温补偿模型,研究了测量距离、测量角度与测量精度的关系。采用单一变量与正交变量结合的方法,建立关于测量距离与测量角度的二元变量补偿模型,并进行误差补偿模型验证实验。结果表明:补偿模型与实际测量结果可以较好地匹配,补偿后测量误差为±1.25%,与补偿之前相比测量精度提高64.25%,验证了补偿模型的正确性,为激光辐照下加热点温度红外测量提供理论指导。 展开更多
关键词 红外测温 激光辐照 误差分析 多变量补偿
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火炮复瞄精度测试中经纬仪的最佳布站研究 被引量：10
10
作者 董起顺 姜涛 苏成志 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第5期513-515,共3页
影响火炮射击精度的主要因素之一是火炮发射后的变位量,为了提高火炮射击精度,必须对火炮变位量进行有效的高精度检测,即火炮复瞄精度检测。文中提出了一种采用经纬仪最佳布站对火炮复瞄精度进行非接触测量的新方法。试验结果表明,该检... 影响火炮射击精度的主要因素之一是火炮发射后的变位量,为了提高火炮射击精度,必须对火炮变位量进行有效的高精度检测,即火炮复瞄精度检测。文中提出了一种采用经纬仪最佳布站对火炮复瞄精度进行非接触测量的新方法。试验结果表明,该检测方法操作组装简单方便,机动性好,适合野外或室内各种复杂工作环境。 展开更多
关键词 仪器仪表技术 测试技术 火炮变位量 复瞄精度 最佳布站
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抗冲击弱电流传感器特性分析 被引量：4
11
作者 苏成志 徐玉东 +1 位作者 王恩国 曹国华 《高压电器》 CAS CSCD 北大核心 2013年第2期49-54,共6页
在线监测电涌保护器漏电流,判断其失效程度,减少因雷电和电力需求增加引起的电涌造成电气设备损失。提出了一种基于互感型电流传感器的电涌保护器失效程度在线监测的方法,建立了雷电电流和电流传感器数学模型,分析了线圈匝数、负载电阻... 在线监测电涌保护器漏电流,判断其失效程度,减少因雷电和电力需求增加引起的电涌造成电气设备损失。提出了一种基于互感型电流传感器的电涌保护器失效程度在线监测的方法,建立了雷电电流和电流传感器数学模型,分析了线圈匝数、负载电阻和杂散电容对电流传感器测量精度和抗冲击性影响,采用雷击和被测电流叠加后的复合信号作为激励,仿真研究了参数优化后电流传感器的时域响应特性。实验证明,在0.2～9 mA的电流测量范围内,笔者设计的互感型式电流传感器可抵抗50 kA大电流冲击,电流测量误差小于0.11 mA,满足漏电流在线监测要求。 展开更多
关键词 互感线圈 电流传感器 抗冲击 在线监测
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积分球出射照度与入射光束几何性质关系分析 被引量：11
12
作者 苏成志 曹国华 徐洪吉 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2010年第2期195-199,共5页
针对采用积分球作为光收集器的光学透射率测量过程中,存在透射率测量值超出100%这一非正常情况。建立了积分球出射照度与入射光束几何性质的关系模型,利用该模型进行了仿真实验。对于直径300 mm,开口比为1%的积分球,入射光束几何性质改... 针对采用积分球作为光收集器的光学透射率测量过程中,存在透射率测量值超出100%这一非正常情况。建立了积分球出射照度与入射光束几何性质的关系模型,利用该模型进行了仿真实验。对于直径300 mm,开口比为1%的积分球,入射光束几何性质改变引起的积分球出射照度相对误差为3.4%,采用该积分球测量透射率造成的误差可达3.4%,与实测结果吻合。光斑位置和分布的随机性导致透射率测量值超出100%。该误差源具有隐蔽性和不可避免性,研究该误差源对于提高积分球式光度测量精度具有重要的理论和工程价值。 展开更多
关键词 光学测量 透射率 积分球出射照度 光斑分布
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基于位置敏感探测器和激光技术对大型轴系中心线检测方法的研究 被引量：6
13
作者 曹国华 苏成志 徐洪吉 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第4期765-768,共4页
提出了一种采用位置敏感探测器(PSD)技术与激光技术相结合实现大型轴系对中检测的新方法。该方法以准直半导体激光光束为基准线,采用PSD光靶获取轴瓦位置二维位置信息,再由优化算法实现轴系的对中计算。仿真实验证明,该检测原理正确,检... 提出了一种采用位置敏感探测器(PSD)技术与激光技术相结合实现大型轴系对中检测的新方法。该方法以准直半导体激光光束为基准线,采用PSD光靶获取轴瓦位置二维位置信息,再由优化算法实现轴系的对中计算。仿真实验证明,该检测原理正确,检测方法快速简便,减少了轴面型精度的损伤,为轴系标定、校准开辟了新思路。 展开更多
关键词 光电子学与激光技术 光电检测 轴系校准 位置敏感探测器 大型轴系
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大气湍流对激光校准轴系的影响 被引量：5
14
作者 曹国华 徐洪吉 苏成志 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第3期327-329,共3页
在应用位置敏感探测器技术与激光技术实现大型轴系对中检测的过程中,分析了大气湍流对激光校准检测的影响,提出了采用监测光靶实时检测激光准线漂移,用直线修正实现误差补偿的校正方法。
关键词 光电子学与激光技术 大型轴系 激光校准 大气湍流 误差补偿
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光电瞄具提前量解算的仿真检测模型 被引量：2
15
作者 姜涛 于正林 +2 位作者 苏成志 曹国华 郭晓波 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第9期1144-1147,共4页
光电瞄具提前量是指武器命中运动目标情况下,在俯仰和方位上赋予武器命中点相对于目标现在点的提前值。瞄具提前量直接决定着武器的命中精度。介绍了校验光电瞄具提前量算法的检测模型。利用建立的仿真坐标系,推导出目标航迹的参数方程... 光电瞄具提前量是指武器命中运动目标情况下,在俯仰和方位上赋予武器命中点相对于目标现在点的提前值。瞄具提前量直接决定着武器的命中精度。介绍了校验光电瞄具提前量算法的检测模型。利用建立的仿真坐标系,推导出目标航迹的参数方程;针对典型航迹,采用多项式拟合给出合理航迹点;根据所测量的方位角、俯仰角和斜距离等坐标参数和射表,用抛物线插值法推导了俯仰和方位提前量的仿真检测模型。实验证明,用该仿真模型检测光电瞄具提前量精度的方法正确可靠,为瞄具提前量的检测提供了一种新方法。 展开更多
关键词 自动控制技术 提前量 多项式拟合 光电瞄具
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数字图像处理技术在计量仪表检定中的应用 被引量：10
16
作者 王红平 曹国华 苏成志 《长春理工大学学报（自然科学版）》 2004年第3期13-15,共3页
本文提出了一种仪表自动化检定的新方法。该方法以计算机视觉技术和光学测量技术为基础 ,采用数字图像处理技术对计量仪表进行检定 ,克服了传统方法中由于手动进给和人工读数造成的精度低、重复性差等缺点。试验证明 ,该方法简便可靠 ,... 本文提出了一种仪表自动化检定的新方法。该方法以计算机视觉技术和光学测量技术为基础 ,采用数字图像处理技术对计量仪表进行检定 ,克服了传统方法中由于手动进给和人工读数造成的精度低、重复性差等缺点。试验证明 ,该方法简便可靠 ,精度高。 展开更多
关键词 CCD摄像 数字图像处理技术 仪表检定 计量仪表
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梯度方向图像分解的直线边缘提取算法 被引量：2
17
作者 王恩国 高印寒 苏成志 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2012年第12期3423-3428,共6页
针对复杂背景下的直线边缘提取问题,提出了一种基于梯度方向图像分解,然后累积投影的直线边缘提取算法。该方法首先把图像分解成梯度方向子图像,再在子图像梯度垂直方向上进行投影,得到8个方向的投影序列。接着,对投影序列进行了二次非... 针对复杂背景下的直线边缘提取问题,提出了一种基于梯度方向图像分解,然后累积投影的直线边缘提取算法。该方法首先把图像分解成梯度方向子图像,再在子图像梯度垂直方向上进行投影,得到8个方向的投影序列。接着,对投影序列进行了二次非线性回归分析,得到了投影序列的残差序列,滤除原投影序列的低频成份。然后,提出了基于奇异点的支持邻域能量的判定方法,解决了残差序列奇异点提取问题,得到了直线边缘的位置。最后,建立了图像模型,分析了图像复杂度和可提取的直线边缘长度的关系,并进行了实验。该方法可以对直线边缘空间中的75%的直线边缘进行成功位置提取,满足复杂背景图像的直线边缘提取需求,具有良好的鲁棒性。 展开更多
关键词 图像分解 直线检测 累积投影 残差 奇异点
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小目标图像局部极值收敛提取算法 被引量：1
18
作者 王恩国 高印寒 +1 位作者 苏成志 刘妍妍 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2014年第4期1352-1358,共7页
复杂背景下小目标自动提取技术尚不够完善,针对小目标自动提取问题,提出一种通过汇聚于同一极值点的所有路径来描述小目标区域的目标提取算法。该算法根据图像梯度特性筛选出路径的起始点位置;从起始点位置出发,沿着梯度最速下降方向,... 复杂背景下小目标自动提取技术尚不够完善,针对小目标自动提取问题,提出一种通过汇聚于同一极值点的所有路径来描述小目标区域的目标提取算法。该算法根据图像梯度特性筛选出路径的起始点位置;从起始点位置出发,沿着梯度最速下降方向,使路径收敛于图像的局部极小值点,收敛于同一极值点的所有路径构成独立核心区域;分析了焦点独立核心区域和噪声独立核心区域特征间的差异,以该特征中的内外均值比特征,对独立核心区域进行了滤波,分离出焦点核心区域;对独立核心区域聚合,得到目标核心区域。通过实验证明:该算法能够自动检测出焦点目标,和现有算法相比,提高了小目标提取的自动化程度。 展开更多
关键词 小目标 图像极值点 收敛路径 独立核心区域
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连续向前估计的多目标跟踪检测算法 被引量：1
19
作者 王恩国 高印寒 +1 位作者 苏成志 刘妍妍 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2013年第S02期357-362,共6页
针对图像序列中多目标提取问题,提出一种向前估计跟踪的多目标检测算法。该算法首先通过单帧小目标检测算法,检测出图像中的疑似目标。然后,采用弹道滤波方法对连续帧中的疑似目标进行滤波。在弹道滤波的过程中,采用向后临近连续帧遍历... 针对图像序列中多目标提取问题,提出一种向前估计跟踪的多目标检测算法。该算法首先通过单帧小目标检测算法,检测出图像中的疑似目标。然后,采用弹道滤波方法对连续帧中的疑似目标进行滤波。在弹道滤波的过程中,采用向后临近连续帧遍历组合的方法,形成新的假设弹道,并建立该弹道的向前多帧估计目标,避免了部分帧目标丢失,跟踪失败问题;采用高斯函数分配权值方法对同弹道同帧的估计目标进行有效融合,达到了目标估计偏差和目标圆度评价圆半径相当的水平,完成了实际目标弹道的建立。最后,通过弹道中目标点个数等状态信息,抛弃假弹道,实现多目标检测。该算法不需要人工导引,提高了多目标提取的自动化程度。 展开更多
关键词 多目标 弹道滤波 目标融合 目标估计偏差
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用PSD进行轴系校准检测 被引量：5
20
作者 苏成志 王红平 曹国华 《长春理工大学学报（自然科学版）》 2003年第1期61-62,共2页
对轴系校准原理进行了研究,提出了一种利用可见激光和PSD实现轴心调校、定位的新方法。
关键词 轴系 校准 检测 PSD 定位 可见激光 安装
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