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机器人视觉定位中的路口场景识别方法研究 被引量:7
1
作者 高庆吉 李娟 +1 位作者 马乐 梁言贺 《中国图象图形学报》 CSCD 北大核心 2009年第12期2510-2516,共7页
针对室外巡逻机器人的视觉定位问题,提出了一种基于尺度不变特性变换(scale invariant featuretransform,SIFT)和颜色特征的路口场景识别方法。该方法首先提取路口场景图像的SIFT和颜色特征,并计算其在HSI颜色空间中的颜色直方图;然后采... 针对室外巡逻机器人的视觉定位问题,提出了一种基于尺度不变特性变换(scale invariant featuretransform,SIFT)和颜色特征的路口场景识别方法。该方法首先提取路口场景图像的SIFT和颜色特征,并计算其在HSI颜色空间中的颜色直方图;然后采用K-D树和Bhattacharyya距离进行特征匹配;最终用决策公式对路口场景进行识别。为了提高SIFT算法进行场景匹配时的速度,还对场景地图库采用基于阈值分割的聚类方法进行了预处理。实验结果表明,该方法对环境光照变化、动态干扰和自身旋转有较强的鲁棒性,并能很好地识别出路口,以实现定位。 展开更多
关键词 尺度不变特征变换 颜色直方图 聚类 BHATTACHARYYA距离
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飞机表面爬行机器人轨迹跟踪控制方法研究 被引量:3
2
作者 牛国臣 党长河 +1 位作者 韩伟 高庆吉 《中国民航大学学报》 CAS 2007年第2期4-8,共5页
针对飞机蒙皮铆钉缺陷无损检测移动机器人进行了运动学和动力学建模,并且基于该移动机器人的模型,设计了双闭环轨迹线性化控制器(trajectory linearization control,TLC)。同时设计了逻辑控制算法保证机器人运动轴在达到完整约束临界点... 针对飞机蒙皮铆钉缺陷无损检测移动机器人进行了运动学和动力学建模,并且基于该移动机器人的模型,设计了双闭环轨迹线性化控制器(trajectory linearization control,TLC)。同时设计了逻辑控制算法保证机器人运动轴在达到完整约束临界点时进行状态切换。该方法解决了在飞机特殊表面环境下,对基于X-Y平台的新型爬行机器人如何完成轨迹跟踪控制的问题。实验结果表明,该控制器具有较好的动态性能,能够在满足系统实时性要求的前提下实现爬行机器人距离精确性和速度稳定性控制。 展开更多
关键词 爬行机器人 轨迹跟踪控制 非线性 轨迹线性化
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爬行机器人的分层可控混成Petri网建模研究
3
作者 高庆吉 武晓霞 +1 位作者 刘芳 李万民 《控制工程》 CSCD 北大核心 2011年第3期470-473,478,共5页
飞机表面爬行机器人是一个复杂的离散事件和连续动态事件相结合的混成运动系统,为描述系统的静态特性和动态行为,提出一种分层可控混成Petri网模型。依据爬行运动机构定义了Petri网模型组成元素,建立了爬行机器人单轴和双轴分层可控混成... 飞机表面爬行机器人是一个复杂的离散事件和连续动态事件相结合的混成运动系统,为描述系统的静态特性和动态行为,提出一种分层可控混成Petri网模型。依据爬行运动机构定义了Petri网模型组成元素,建立了爬行机器人单轴和双轴分层可控混成Petri网,该模型可接收上层运动轨迹指令并输出爬行动作序列。实验表明,基于该模型实施的飞机模拟机舱表面爬行控制安全可靠,验证了模型的正确性和实用性。 展开更多
关键词 混成系统 可控混成Petri网模型 高层控制 可靠运动
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基于LMA的空中机器人情感表达方法研究 被引量:1
4
作者 高庆吉 李盟 +1 位作者 胡丹丹 郝伟 《人工智能与机器人研究》 2014年第1期1-5,共5页
研究了空中机器人通过三维运动轨迹链的变化模拟人类表达情感的方法。针对三维空间中行为轨迹链所表达情感的认识问题,设计了轨迹链–情感标准集。针对多参数运动轨迹链设计,采用拉班运动分析(Laban Movement Analysis, LMA)理论建立了... 研究了空中机器人通过三维运动轨迹链的变化模拟人类表达情感的方法。针对三维空间中行为轨迹链所表达情感的认识问题,设计了轨迹链–情感标准集。针对多参数运动轨迹链设计,采用拉班运动分析(Laban Movement Analysis, LMA)理论建立了基于运动轨迹链参数的情感表达模型,根据情感状态及其变化而改变运动轨迹链从而实现情感表达。实验验证了该方法进行情感表达的有效性和充分性。 展开更多
关键词 空中机器人 情感计算 情感表达
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基于云模型的机器人自主乘梯控制方法研究 被引量:4
5
作者 范文杰 董慧芬 高庆吉 《微计算机信息》 2012年第9期64-66,共3页
为了实现机器人在无人协助时完成乘梯操作,提出了机器人自主乘梯控制方法。首先建立了机器人乘梯过程的有限状态机模型,然后介绍了基于数据融合理论的多传感器融合定位方法和基于颜色识别技术的机械臂末端位置调整方法,最后提出了有次... 为了实现机器人在无人协助时完成乘梯操作,提出了机器人自主乘梯控制方法。首先建立了机器人乘梯过程的有限状态机模型,然后介绍了基于数据融合理论的多传感器融合定位方法和基于颜色识别技术的机械臂末端位置调整方法,最后提出了有次序目标点路径规划方法及基于云模型的机器人路径跟踪方法。实验表明,所提出控制方法能够保证机器人准确完成乘梯过程,且具有较好的实用性和有效性。 展开更多
关键词 机器人 有限状态机 云模型 路径跟踪
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基于自适应感知复位算法的移动机器人定位 被引量:10
6
作者 高庆吉 雷亚莉 +1 位作者 胡丹丹 于咏生 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第11期2166-2171,共6页
本文在传统粒子滤波的基础上提出了一种基于自适应感知复位定位算法(ASRL:Adaptive Sensor Reset- ting Localization)的移动机器人定位方法.该方法通过带有权值的样本集描绘机器人的可信度,根据有效的样本数计算需要生成的新样本数,然... 本文在传统粒子滤波的基础上提出了一种基于自适应感知复位定位算法(ASRL:Adaptive Sensor Reset- ting Localization)的移动机器人定位方法.该方法通过带有权值的样本集描绘机器人的可信度,根据有效的样本数计算需要生成的新样本数,然后从感知分布中采样代替原来的样本.ASRL算法已经在安装有编码器和彩色摄像机两种传感器的实际移动机器人AMR-ITL上进行实验,结果表明该算法鲁棒性更好,收敛更快. 展开更多
关键词 移动机器人 定位 粒子滤波 自适应感知复位
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基于目标导向的连续型机器人路径规划 被引量:6
7
作者 高庆吉 王磊 +1 位作者 牛国臣 王维娟 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第11期1486-1490,共5页
采用连续型机器人对空间约束严格的飞机油箱进行检查,研究了其在类似凸体空间内的路径规划问题,提出一种基于目标导向的规划算法.针对空间盲目搜索算法时间复杂度高问题,研究降维和区域划分策略.引入目标导向角,建立目标点与变量搜索范... 采用连续型机器人对空间约束严格的飞机油箱进行检查,研究了其在类似凸体空间内的路径规划问题,提出一种基于目标导向的规划算法.针对空间盲目搜索算法时间复杂度高问题,研究降维和区域划分策略.引入目标导向角,建立目标点与变量搜索范围的关系,优化搜索过程并设计评价函数对搜索结果寻优.进行仿真实验,结果验证了算法的可行性和有效性. 展开更多
关键词 连续型机器人 凸体空间 路径规划 降低维度 目标导向
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移动机器人搬运物料目标定位优化仿真 被引量:7
8
作者 张长勇 王兴财 +1 位作者 步亚 董慧芬 《计算机仿真》 北大核心 2018年第2期257-261,共5页
精确定位是移动机器人循迹跟踪的研究重点。针对移动机器人搬运物料过程中的定位问题,研究了一种基于模糊迭代学习的精确定位方法。采用电子罗盘和磁传感器组成"粗磁带定位"和"精确磁带定位"的循迹跟踪偏差定位系统... 精确定位是移动机器人循迹跟踪的研究重点。针对移动机器人搬运物料过程中的定位问题,研究了一种基于模糊迭代学习的精确定位方法。采用电子罗盘和磁传感器组成"粗磁带定位"和"精确磁带定位"的循迹跟踪偏差定位系统,利用模糊迭代学习纠正不同转弯半径的路径偏差。通过六轮中驱差速式结构的移动机器人进行仿真,结果表明通过多次模糊迭代学习可以实现机器人精确定位和循迹跟踪,上述定位方法具有简单实用性。 展开更多
关键词 移动机器人 模糊迭代学习 路径偏差 精确定位
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5R1T型飞机表面清洗机器人机械臂设计及其逆运动学分析(英文) 被引量:4
9
作者 金玉阳 张明路 +2 位作者 高庆吉 牛国臣 王大为 《机床与液压》 北大核心 2013年第12期33-37,共5页
根据飞机表面清洗机器人的非结构化特征,设计了一种带平移自由度的六自由度机械臂。运用改进的D-H法建立5R1T型机器人机械臂的连杆坐标系,推导出了正运动学方程;采用基于正向运动学的解析法求解出逆向运动学;利用Matlab对正、逆运动学... 根据飞机表面清洗机器人的非结构化特征,设计了一种带平移自由度的六自由度机械臂。运用改进的D-H法建立5R1T型机器人机械臂的连杆坐标系,推导出了正运动学方程;采用基于正向运动学的解析法求解出逆向运动学;利用Matlab对正、逆运动学以及工作空间进行了仿真。仿真结果表明:结构设计及参数设置能较好地满足工作空间要求。 展开更多
关键词 机器人 清洗机器人 机械臂 逆运动学
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基于个性的机器人情感生成和决策模型构建 被引量:3
10
作者 牛国臣 胡丹丹 高庆吉 《机器人》 EI CSCD 北大核心 2011年第6期706-711,718,共7页
为了使人机交流更加自然,提出一种基于个性的机器人情感生成机制和情感决策模型,建立了从个性到情感空间、从情感空间到多种行为输出的映射.对个性空间和情感空间进行描述,通过PAD(pleasure-arousaldominance)空间建立二者之间的映射关... 为了使人机交流更加自然,提出一种基于个性的机器人情感生成机制和情感决策模型,建立了从个性到情感空间、从情感空间到多种行为输出的映射.对个性空间和情感空间进行描述,通过PAD(pleasure-arousaldominance)空间建立二者之间的映射关系,给出了基于融入个性精神集注模型的情感更新方程,得到机器人实时情感状态.设计了基于个性的机器人情感决策模型,实现从基本情感到基本动作的映射,得到任意复合情感状态下的行为输出,并采用格贴近度法确定行为是否执行.以"福牛"机器人为实验平台,结果验证了该方法的有效性和实用性. 展开更多
关键词 个性 情感生成 情感决策模型 福牛机器人
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基于区域行进策略的飞机油箱检查机器人路径规划算法 被引量:2
11
作者 牛国臣 张成巍 李紫微 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2014年第8期2415-2418,共4页
针对类似于飞机油箱环境中连续型机器人的路径规划问题,设计基于区域行进策略的路径规划算法,结合机器人本体结构约束规划到达油箱内任意给定目标点的路径。连续型机器人具有运动灵活性,但超冗余自由度导致了三维空间规划的多解性,增加... 针对类似于飞机油箱环境中连续型机器人的路径规划问题,设计基于区域行进策略的路径规划算法,结合机器人本体结构约束规划到达油箱内任意给定目标点的路径。连续型机器人具有运动灵活性,但超冗余自由度导致了三维空间规划的多解性,增加了算法的复杂度。采用降低维度的方式,通过将三维空间转化为二维平面进行规划,降低了算法的时间复杂度。将飞机油箱的单舱划分为两个区域,根据目标点所处区域位置确定规划策略。最后,基于Matlab对所提算法进行仿真,实验结果验证了算法的可行性和有效性。 展开更多
关键词 飞机油箱 连续型机器人 路径规划 降低维度 区域行进策略
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飞机蒙皮缺陷检查机器人系统设计 被引量:6
12
作者 牛国臣 胡丹丹 王漫 《机床与液压》 北大核心 2012年第3期87-90,114,共5页
为实现飞机蒙皮缺陷的自动检查,使得飞机蒙皮检修工作有效进行,研究一种能在飞机表面爬行和进行无损检测的机器人。针对飞机蒙皮非对称变曲率的特点,提出了爬行机器人的总体设计方案,确定了其关键机构及元件,并从安全性角度进行了详细分... 为实现飞机蒙皮缺陷的自动检查,使得飞机蒙皮检修工作有效进行,研究一种能在飞机表面爬行和进行无损检测的机器人。针对飞机蒙皮非对称变曲率的特点,提出了爬行机器人的总体设计方案,确定了其关键机构及元件,并从安全性角度进行了详细分析,确定了机器人结构参数。设计了电动及气动相结合的控制系统结构,并研制了机器人样机。实验结果表明:机器人工作稳定可靠,验证了设计方案的合理性及可行性。 展开更多
关键词 飞机蒙皮 爬行机器人 缺陷 检测
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基于里程计和PTZ视觉的移动机器人自定位 被引量:2
13
作者 牛国臣 徐萍 冯琦 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2011年第10期2821-2824,共4页
针对机器人长距离运行时里程计定位存在累积误差问题,提出一种基于里程计和PTZ视觉的移动机器人自定位算法。提出了中断式S形搜索策略的概念,设计了基于有限自动机的视觉定位方法;分析了里程计和视觉定位误差来源,分别建立了其定位信度... 针对机器人长距离运行时里程计定位存在累积误差问题,提出一种基于里程计和PTZ视觉的移动机器人自定位算法。提出了中断式S形搜索策略的概念,设计了基于有限自动机的视觉定位方法;分析了里程计和视觉定位误差来源,分别建立了其定位信度模型;并基于该模型建立里程计和PTZ视觉定位的框架。针对视觉定位及里程计视觉复合定位分别进行了实验,结果验证了该方法的有效性和实用性。 展开更多
关键词 移动机器人 中断式S形搜索策略 信度模型 PTZ视觉 里程计 定位
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飞机油箱检查机器人设计与实现(英文) 被引量:2
14
作者 牛国臣 李泰文 王力 《机床与液压》 北大核心 2012年第12期37-42,共6页
为提高飞机油箱检查的可靠性及安全性,降低维修人员的工作强度,研究了一种油箱检查机器人,能代替检修人员进入油箱检查缺陷。设计了机器人整体结构,提出能进行运动模式切换的轮履复合式移动机构,以适应飞机油箱多桁条多隔舱环境。基于... 为提高飞机油箱检查的可靠性及安全性,降低维修人员的工作强度,研究了一种油箱检查机器人,能代替检修人员进入油箱检查缺陷。设计了机器人整体结构,提出能进行运动模式切换的轮履复合式移动机构,以适应飞机油箱多桁条多隔舱环境。基于远程操控及无线视频传输技术建立控制系统结构,以便工作人员能在监控站方便的操控机器人及查看油箱内场景。实验结果表明,该机器人工作稳定可靠,验证了设计方案的合理性及可行性。 展开更多
关键词 飞机油箱 检查机器人 轮履复合式结构 远程操控 无线视频传输
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连续型机器人运动学仿真和操控系统设计 被引量:8
15
作者 牛国臣 张云霄 《智能系统学报》 CSCD 北大核心 2020年第6期1058-1067,共10页
为了适应越来越复杂的非结构化环境,设计了一种基于球铰链连接和柔性支撑杆结合的线驱动连续型机械臂,并基于常曲率模型的假设建立连续型机器人的运动学模型,研究连续型机器人驱动映射关系,利用MATLAB进行运动学和驱动映射的仿真,仿真... 为了适应越来越复杂的非结构化环境,设计了一种基于球铰链连接和柔性支撑杆结合的线驱动连续型机械臂,并基于常曲率模型的假设建立连续型机器人的运动学模型,研究连续型机器人驱动映射关系,利用MATLAB进行运动学和驱动映射的仿真,仿真结果表明连续型机器人的空间优越性。搭建三关节连续型机器人样机平台,基于连续型机器人的特点设计末端关节跟随手柄操作模式,并在样机平台上实验验证,实验结果表明了运动学模型和驱动映射关系的合理性和正确性以及操控方式的可行性。 展开更多
关键词 连续型机器人 末端跟随 操控方式 运动学模型 柔性机械臂 空间转换 手柄控制 三关节
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基于旋量法的飞机表面清洗机器人运动学分析(英文) 被引量:1
16
作者 金玉阳 张明路 +1 位作者 高庆吉 于常娟 《机床与液压》 北大核心 2014年第6期54-58,共5页
针对5自由度飞机表面清洗机器人,通过旋量和指数积公式求解了运动学正解,得出末端执行器相对惯性坐标系的位形。采用运动螺旋求解了运动学正解的雅可比矩阵,为机构的奇异性、实时控制、可操作性的研究提供了理论基础。
关键词 机器人 雅可比矩阵 运动学 旋量理论 指数积公式
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连续型飞机油箱检查机器人设计与实现(英文) 被引量:3
17
作者 牛国臣 王瑾琨 《机床与液压》 北大核心 2017年第12期87-93,共7页
针对机务人员检查飞机油箱难度大的问题,设计了一种连续型机器人。根据蛇类脊椎骨结构特征和运动机理,采用球笼式万向节和圆柱螺旋弹簧作为连续型结构的关节段主体,以提高机器人的负载能力。基于对球笼式万向节等速运动特性获得了连续... 针对机务人员检查飞机油箱难度大的问题,设计了一种连续型机器人。根据蛇类脊椎骨结构特征和运动机理,采用球笼式万向节和圆柱螺旋弹簧作为连续型结构的关节段主体,以提高机器人的负载能力。基于对球笼式万向节等速运动特性获得了连续型结构的运动学模型。本文根据设计原则设计了硬件系统和控制流程图,其中硬件系统包括上位机模块、连续型机构控制模块、连续型机构。最后进行了样机实验,结果表明设计的连续型飞机油箱检查机器人具有较强负载能力,这种连续型结构设计具有合理性和实用性。 展开更多
关键词 飞机油箱 连续型机器人 球笼式万向节 运动学模型 负载能力
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一种移动机器人快速续能站机构设计与系统实现 被引量:1
18
作者 胡丹丹 王磊 +1 位作者 王漫 高庆吉 《机床与液压》 北大核心 2013年第5期122-125,共4页
为了实现移动机器人的长期自治,设计了一种快速续能站系统,给出了续能站机械结构和控制系统的设计方法。采用自动更换电池的续能方式,以减少机器人续能的停留时间;并将传统的水平方向移动的切换装置设计成能够旋转的转盘式结构,使续能... 为了实现移动机器人的长期自治,设计了一种快速续能站系统,给出了续能站机械结构和控制系统的设计方法。采用自动更换电池的续能方式,以减少机器人续能的停留时间;并将传统的水平方向移动的切换装置设计成能够旋转的转盘式结构,使续能站系统在拥有相同数量电池组的情况下大大节省了占地面积。实验结果表明,该系统能够快速高效地完成电池更换,大大减少了机器人的续能时间,为移动机器人自主续能站的设计提供了新思路。 展开更多
关键词 续能站 自动更换电池 转盘式结构
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基于径向基神经网络的Delta机器人位置精度补偿 被引量:3
19
作者 董慧芬 高爽笑 宋金海 《科学技术与工程》 北大核心 2020年第31期12883-12889,共7页
针对Delta并联机器人末端控制精度问题,提出一种基于径向基神经网络的提高Delta并联机构运动学控制精度的方法。首先对Delta并联机器人的运动学逆解进行分析,探讨了影响控制精度的因素和现有提高控制精度方法的局限性。其次,求解Delta... 针对Delta并联机器人末端控制精度问题,提出一种基于径向基神经网络的提高Delta并联机构运动学控制精度的方法。首先对Delta并联机器人的运动学逆解进行分析,探讨了影响控制精度的因素和现有提高控制精度方法的局限性。其次,求解Delta并联机器人的工作空间,结合实际工作,通过试验采集训练样本。以末端实际位置为输入样本,末端的期望位置与实际位置之差为输出样本,进行径向基神经网络模型训练,得到末端实际位置与位置偏差之间的非线性映射关系,基于此设计位置补偿策略。最后,在Delta机器人平台上进行实验验证,使用训练好的径向基神经网络网络结合运动学逆解,对Delta机器人末端进行轨迹跟踪控制。实验结果表明,末端控制误差由±30 mm减小到±5 mm,有效地减少了末端位置误差,为Delta机器人精准控制提供了一种简单易行的方法。 展开更多
关键词 Delta机器人 径向基神经网络 非线性 误差分析 误差补偿
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机器人室内自主载人自适应性匈牙利派单算法 被引量:1
20
作者 高庆吉 粟鹏 +1 位作者 佘亮亮 邢志伟 《计算机测量与控制》 2023年第10期200-207,共8页
以航站楼等大型公共室内环境中机器人运送旅客为背景,研究多自主载人机器人的派单优化问题;借鉴了网约车的派单思想,针对航站楼隔离区环境内的搭乘需求,研究了自适应性匈牙利派单算法;基于航站楼二分图派单匹配模型,计算载人机器人的派... 以航站楼等大型公共室内环境中机器人运送旅客为背景,研究多自主载人机器人的派单优化问题;借鉴了网约车的派单思想,针对航站楼隔离区环境内的搭乘需求,研究了自适应性匈牙利派单算法;基于航站楼二分图派单匹配模型,计算载人机器人的派单调度矩阵;该派单调度矩阵考虑了旅客密度时空分布、旅客等待时间和机器人能耗为参考,将路径-时间-能量作为目标变量,以计算各接载任务起讫(OD)矩阵元素值,同时为挖掘全域派单的可能性,结合供需预测关系将快到达目标点的载人机器人加入可派单队列;通过构建航站楼实际离港业务的三维仿真模型,进行了全天时派单模拟实验;结果表明,所研究的派单算法对多目标约束派单求解有较好的优越性和适应性,以达到全域最优派单分配的目的,为高效完成接载任务提供决策支持。 展开更多
关键词 网约车 二分图派单匹配 接载任务OD矩阵 供需预测关系 连环派单 自适应性匈牙利算法
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