基于机器视觉的农业车辆及机器人导航技术研究进展

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作者 张少侠 闫建伟 +2 位作者 蒙超 石国照 吴锦涛 《计算机工程与应用》 北大核心 2025年第12期12-27,共16页

随着智能驾驶技术的发展,农业车辆和机器人自主导航技术成为当前研究热点,搭载机器视觉导航系统的农业车辆及机器人也广泛应用在农业生产任务中,但在复杂农业环境中的应用仍存在问题。为此,对农业视觉导航技术进行总结,详细论述了视觉... 随着智能驾驶技术的发展,农业车辆和机器人自主导航技术成为当前研究热点,搭载机器视觉导航系统的农业车辆及机器人也广泛应用在农业生产任务中,但在复杂农业环境中的应用仍存在问题。为此,对农业视觉导航技术进行总结,详细论述了视觉导航图像采集技术;对基于图像分割和作物特征点检测的导航路径提取方法进行讨论,并分析了两种导航路径提取方法共同涉及的导航线拟合方法。最后,讨论了农业车辆及机器人视觉导航当前所面临的挑战和未来发展趋势,可为农业车辆及机器人视觉导航相关研究提供参考。 展开更多

关键词 农业车辆 农业机器人 机器视觉 视觉导航 导航路径提取 导航线拟合

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基于包装生产线的码垛机器人码垛设计与实验 被引量：3

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作者 徐乐凤 王和欣 +2 位作者 孙彬 许彩云 刘祥 《自动化与仪器仪表》 2024年第10期250-252,共3页

为了满足各行各业包装生产线的进一步扩大,包装生产中码垛的自动化需求进一步提高,需要码垛机器人满足高效、智能需求,需对机器人的码垛过程进行分析计算。针对码垛机器人的作业特点,对其进行了路径规划和避障分析,通过对不同码垛垛型... 为了满足各行各业包装生产线的进一步扩大,包装生产中码垛的自动化需求进一步提高,需要码垛机器人满足高效、智能需求,需对机器人的码垛过程进行分析计算。针对码垛机器人的作业特点,对其进行了路径规划和避障分析,通过对不同码垛垛型的分析,设计了工件的排序方式及位置的计算算法,对机器人按理论计算进行编程,经过参数设置后,进行码垛功能实验。经实验得到工件的实际码放位置与理论位置基本一致,且多次实验均能很好地避开障碍物。说明开发的码垛功能能达到预期要求,且满足智能高效的要求,对机器人的码垛路径及垛型设计达到设计要求,为码垛技术的进一步开发提供一定了技术支持。 展开更多

关键词 包装生产线 码垛机器人 路径 垛型

原文传递

基于自适应算法的单目视觉系统的姿态解算 被引量：14

3

作者 周婧 高印寒 +1 位作者 刘长英 张也弛 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第12期2796-2803,共8页

提出了自适应总体最小二乘算法,以进一步提高单摄像机视觉测量系统光学特征点的姿态解算精度,研究并对比了常用的总体最小二乘算法及自适应总体最小二乘算法在测量系统中的应用。首先,根据空间几何位置关系构建光学特征点、像点及摄像... 提出了自适应总体最小二乘算法,以进一步提高单摄像机视觉测量系统光学特征点的姿态解算精度,研究并对比了常用的总体最小二乘算法及自适应总体最小二乘算法在测量系统中的应用。首先,根据空间几何位置关系构建光学特征点、像点及摄像机位置的系统坐标系及三维空间模型,并建立关于光学特征点及像点的矩阵方程。然后,应用常用的总体最小二乘法及自适应总体最小二乘法进行优化求解。最后,基于优化的总体最小二乘解确定光学特征点相对世界坐标系的姿态。应用三坐标测量机进行仿真对比实验,结果表明:常用的总体最小二乘算法得出的姿态坐标的标准差为0.055 7mm,自适应总体最小二乘算法得出的姿态坐标的标准差为0.041 4mm。相比之下,自适应总体最小二乘算法有更高的收敛速度及收敛精度,且解算速度优于常用总体最小二乘算法,满足单目视觉测量系统的稳定、可靠和精度高等要求。 展开更多

关键词 视觉测量 单目视觉系统 光学特征点 总体最小二乘法 姿态解算 自适应算法

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基于神经动力学的轮式移动机器人跟踪与稳定统一控制 被引量：3

4

作者 尹晓红 杨灿 +1 位作者 阚君武 程光明 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第3期670-678,共9页

为了对轮式移动机器人(WMR)进行光滑、鲁棒、稳定的轨迹跟踪控制,分析了生物激励神经动力学原理,研究了非线性模型预测控制策略,提出了一种基于神经动力学思想的模型预测终端控制方法。首先,针对传统控制方法存在的初始速度跳变问题,利... 为了对轮式移动机器人(WMR)进行光滑、鲁棒、稳定的轨迹跟踪控制,分析了生物激励神经动力学原理,研究了非线性模型预测控制策略,提出了一种基于神经动力学思想的模型预测终端控制方法。首先,针对传统控制方法存在的初始速度跳变问题,利用神经动力学在信息处理方面的优良特性,设计了神经动力学控制模块;然后,根据模型预测控制原理给出了一个优化控制模块;最后,设计了终端域和线性反馈终端控制器来保证系统的全局渐近稳定性。仿真结果表明:利用所设计的控制方法进行曲线跟踪时,被控WMR系统收敛到参考轨迹的时间可从12s降到5s,初始线速度/角速度分别从[-3,4]m/s和[-5,6]rad/s缩小到[0,2]m/s和[-3,3]rad/s,且系统输出有界光滑,使WMR在完成轨迹跟踪的同时实现了全局渐进稳定。由于文中核心算法的推导过程不受WMR运动学模型限制,故该研究结论亦可应用于其他结构的移动机器人。 展开更多

关键词 轮式移动机器人 模型预测控制 神经动力学 跟踪 稳定性

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基于自动包装码垛技术的码垛机器人研究 被引量：8

5

作者 朱洪雷 代慧 罗隆 《包装工程》 CAS 北大核心 2020年第13期231-236,共6页

目的为了更全面地了解码垛机器人的使用性能,使其更好地应用于工程实践中,对其动力学进行理论及仿真分析。方法采用第2类Lagrange方程对工业码垛机器人进行动力学方程计算,并运用ADAMS软件建立工业码垛机器人虚拟样机模型,考虑负载及关... 目的为了更全面地了解码垛机器人的使用性能,使其更好地应用于工程实践中,对其动力学进行理论及仿真分析。方法采用第2类Lagrange方程对工业码垛机器人进行动力学方程计算,并运用ADAMS软件建立工业码垛机器人虚拟样机模型,考虑负载及关节转动时的摩擦,依照码垛机器人的循环工作流程进行仿真分析。结果得出了码垛机器人的动力学方程组,码垛机器人的动力学方程与机器人的负载、部件的结构质量、运动时的加速度等具有正相关关系。仿真得到了机器人工作过程中各个关节的受力曲线图,各关节所需驱动力及力矩随着负载的增加及末端执行器的位置变化而不断增加和变化。结论仿真结果验证了动力学理论分析的正确性,为工业码垛机器人的驱动部件的选型及控制系统的设计提供了有效的理论依据,为工业码垛机器人大范围走向工程应用实践提供了有力的技术支持。 展开更多

关键词 工业码垛机器人 LAGRANGE方程 动力学仿真分析

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基于Floyd算法的校园最短路径问题分析与实现 被引量：9

6

作者 严晓凤 陆济湘 唐双平 《武汉理工大学学报（信息与管理工程版）》 CAS 2012年第6期695-698,703,共5页

利用ArcGIS软件创建校园矢量图,并结合Floyd算法,解决校园中各地点间的最短路径问题。对Floyd算法从两个方面简化:对于插入的节点,先对其路径长度进行比较,若其到所求节点路径比所求节点对间路径长,则不需参与计算;引入序号矩阵记录使... 利用ArcGIS软件创建校园矢量图,并结合Floyd算法,解决校园中各地点间的最短路径问题。对Floyd算法从两个方面简化:对于插入的节点,先对其路径长度进行比较,若其到所求节点路径比所求节点对间路径长,则不需参与计算;引入序号矩阵记录使两顶点间的路径长度变短的中间节点序号。最后,在Matlab软件中编程实现,得出校园各地点间的最短路径,结果表明,该方法具有可行性。 展开更多

关键词 ARCGIS 最短路径 FLOYD算法 MATLAB

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基于微分相衬方法定量测量表面微观形貌 被引量：1

7

作者 许忠保 叶虎年 +1 位作者 叶梅 宋建萍 《华中科技大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第2期64-66,共3页

改进了用于定量测量样品表面微观形貌的微分相衬干涉显微镜系统 ,对系统中由Nomarski棱镜引起的相位差ΔΦ进行了精确的计算和校正 ,系统不需要参考表面和机械扫描机构 ,能有效地抑制机械振动等外界环境干扰对测量结果的影响 .并通过建... 改进了用于定量测量样品表面微观形貌的微分相衬干涉显微镜系统 ,对系统中由Nomarski棱镜引起的相位差ΔΦ进行了精确的计算和校正 ,系统不需要参考表面和机械扫描机构 ,能有效地抑制机械振动等外界环境干扰对测量结果的影响 .并通过建立相应的数学模型推导了系统的点扩展函数 .最后用维纳滤波算法恢复了图像 。 展开更多

关键词 表面微观形貌 微分相衬 点扩展函数 维纳滤波

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基于并联机器人的禽蛋包装生产线的研究与试验 被引量：2

8

作者 寇舒 王永慧 《包装工程》 CAS 北大核心 2023年第1期169-174,共6页

目的 为了提高禽蛋包装加工的效率和成本,设计了一台基于并联机器人的禽蛋拾放包装生产线。方法 根据禽蛋装盘的实际需求,设计了一条禽蛋包装加工生产线,主要由输送部分、并联机器人、传感器、蛋托输送部分等组成,对机器人的拾放路径和... 目的 为了提高禽蛋包装加工的效率和成本,设计了一台基于并联机器人的禽蛋拾放包装生产线。方法 根据禽蛋装盘的实际需求,设计了一条禽蛋包装加工生产线,主要由输送部分、并联机器人、传感器、蛋托输送部分等组成,对机器人的拾放路径和拾放方案作了伦理分析和计算,并通过实验比较得到了机器人拾放的最优方案。结果 对64种拾放方案均进行3次试验,每次均完成一整托30枚鸡蛋的取放,结果表明机器人的拾蛋成功率为99.3%,在保证成功率和精度的前提下,机器人完成一次拾放过程,最快速度为2.4s。结论 此禽蛋拾放包装生产线的设计符合预期设计要求,为并联机器人在禽蛋包装上的应用提供了技术支持。 展开更多

关键词 禽蛋 包装加工 并联机器人

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电缆测试仪绝缘电阻测试单元的研制 被引量：8

9

作者 李辉 陈红飞 《自动化技术与应用》 2011年第1期51-53,共3页

现有的电缆故障检测系统是对复杂电缆网络短路、断路故障自动检测的系统,但不具备对电缆网络导线之间绝缘性进行测试的能力。本文研制了一个与原有电缆故障检测系统兼容的绝缘测试单元,阐述了绝缘电阻测量模块、通道选择模块、高压产生... 现有的电缆故障检测系统是对复杂电缆网络短路、断路故障自动检测的系统,但不具备对电缆网络导线之间绝缘性进行测试的能力。本文研制了一个与原有电缆故障检测系统兼容的绝缘测试单元,阐述了绝缘电阻测量模块、通道选择模块、高压产生模块、EPLD译码模块等电路的设计实现过程,实现对电缆网络的绝缘测试。 展开更多

关键词 电缆测试 绝缘电阻 惠斯登电桥 高压电路

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"新基建"中台能力支撑智慧媒体发展 被引量：2

10

作者 刘长明 卢岚 徐建 《中国传媒科技》 2021年第2期10-13,共4页

全国新基建产业按下快进键,移动化、数据化、智能化成为驱动行业进展的基础支撑,如何利用新一代信息技术手段,实现媒体行业自身基础能力的优化与升级,成为智慧媒体建设的新引擎和支撑?本文通过大数据与AI驱动的技术中台研究与实践,系统... 全国新基建产业按下快进键,移动化、数据化、智能化成为驱动行业进展的基础支撑,如何利用新一代信息技术手段,实现媒体行业自身基础能力的优化与升级,成为智慧媒体建设的新引擎和支撑?本文通过大数据与AI驱动的技术中台研究与实践,系统阐释如何在技术端发力,打造智慧媒体的"新基建"中台能力,并进一步支撑智慧媒体的发展. 展开更多

关键词 大数据 人工智能 技术中台 智媒体 新基建 "数据+AI"双中台

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微分干涉相衬层析显微镜的研究

11

作者 许忠保 叶虎年 《华中科技大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第3期93-95,103,共4页

利用微分干涉相衬显微镜建立了全视场层析成像系统,由两个最佳峰值波长差的边缘辐射发光二极管组成系统的低相干光源,利用高斯平滑滤波摸板对硅-PIN阵列光探测器提取的全场光学相干层析(OCT)散斑信号进行有效控制,采用正交相关解调方法... 利用微分干涉相衬显微镜建立了全视场层析成像系统,由两个最佳峰值波长差的边缘辐射发光二极管组成系统的低相干光源,利用高斯平滑滤波摸板对硅-PIN阵列光探测器提取的全场光学相干层析(OCT)散斑信号进行有效控制,采用正交相关解调方法获得了纵向分辨率为5.5μm显微镜盖波片胶结载波片的三维OCT图像. 展开更多

关键词 全视场光学相干层析 微分干涉相衬显微镜 散斑控制 正交相关解调

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微分干涉相衬层析显微镜的相干传递函数

12

作者 许忠保 叶虎年 《华中科技大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第8期65-67,共3页

通过系统在低相干光源照明情况下对生物组织成像机理的分析,探讨了系统具有很强纵深分辨能力的原因,在此基础上,利用信息光学的理论和方法研究了图像的形成和传递过程,推导了系统的相干传递函数.结果表明系统的横向成像具有低通特性,纵... 通过系统在低相干光源照明情况下对生物组织成像机理的分析,探讨了系统具有很强纵深分辨能力的原因,在此基础上,利用信息光学的理论和方法研究了图像的形成和传递过程,推导了系统的相干传递函数.结果表明系统的横向成像具有低通特性,纵向成像具有带通特性.本研究工作为全视场层析探测提供了理论依据. 展开更多

关键词 全视场层析成像 相干传递函数 图像形成

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小型堆垛机器人货叉装置的动力学分析

13

作者 文怀兴 赵庆富 《制造业自动化》 北大核心 2012年第20期1-3,共3页

本文在已建立三级直线差动货叉三维实体模型的基础上,以不影响分析结果为前提,对已有模型进行适当简化,使之满足有限元建模要求。使用有限元分析软件ansys workbench,结合小型堆垛机器人货叉的实际工作情况,对货叉装置进行模态分析与谐... 本文在已建立三级直线差动货叉三维实体模型的基础上,以不影响分析结果为前提,对已有模型进行适当简化,使之满足有限元建模要求。使用有限元分析软件ansys workbench,结合小型堆垛机器人货叉的实际工作情况,对货叉装置进行模态分析与谐响应分析,得到货叉装置的固有特性和在外激励作用下的振动特性,为货叉装置的动力学设计提供了一种有效的分析方法,同时也为货叉装置的实际加工制造提供了重要的理论依据。 展开更多

关键词 有限元 ANSYS WORKBENCH 模态 谐响应 货叉

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机器视觉多视场协同测量方法 被引量：12

14

作者 何博侠 何勇 +1 位作者 卜雄洙 商飞 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第12期2821-2829,共9页

提出了机器视觉多视场协同测量方法以实现二维几何特征的现场高精度自动测量。介绍了该方法的基本原理,研究了实现多视场协同测量的关键技术。首先,建立测量空间,在大视场图像上识别被测特征并规划测量路径,建立大视场图像坐标与测量空... 提出了机器视觉多视场协同测量方法以实现二维几何特征的现场高精度自动测量。介绍了该方法的基本原理,研究了实现多视场协同测量的关键技术。首先,建立测量空间,在大视场图像上识别被测特征并规划测量路径,建立大视场图像坐标与测量空间坐标之间的映射关系;根据测量路径,在测量空间中完成小视场序列图像的自动采集。然后,建立大视场图像坐标与小视场图像坐标之间以及相邻小视场图像坐标之间的映射关系,据此关系,在小视场图像的相应位置搜索并构建精细的辅助测量特征。最后,根据小视场序列图像在测量空间中的方位,求解各局部被测特征参数并进一步求和得到整体被测特征参数。应用该方法对φ150mm圆盘上分布的100mm孔距进行测量实验,结果表明,相对误差的绝对值不超过0.03%。该方法测量精度不受机械坐标精度的影响,适用于在工业现场组建高精度自动测量系统。 展开更多

关键词 机器视觉 多视场 协同测量 现场测量 自动测量

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基于OpenCV的机器视觉尺寸测量研究 被引量：20

15

作者 郭瑞峰 袁超峰 +1 位作者 杨柳 彭光宇 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2017年第9期253-257,共5页

通过对激光测距传感器与机器视觉的研究利用激光测距传感器、视觉传感器相结合的方法,提出了一种不同于结构光和双目尺寸测量的更为简单有效的新方法和新技术。首先对灰度直方图比较分析选取了最佳滤波方法,然后通过激光测距传感器测距... 通过对激光测距传感器与机器视觉的研究利用激光测距传感器、视觉传感器相结合的方法,提出了一种不同于结构光和双目尺寸测量的更为简单有效的新方法和新技术。首先对灰度直方图比较分析选取了最佳滤波方法,然后通过激光测距传感器测距和单目视觉传感器进行边缘的精确检测。激光测距传感器实现了对采样目标车厢进行快速测距定位,计算出采样机械手与目标车辆的相对位置关系。视觉传感器准确识别车厢尺寸及定位,为煤炭采样机械手自动采样提供了实现基础。检测目标是拉煤货运火车车厢,给煤炭采样行业带来更为简单有效,准确的目标定位的识别系统和方法。 展开更多

关键词 机器视觉 OPENCV 边缘检测 尺寸测量

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矿井救灾机器人的导航定位研究 被引量：15

16

作者 张志超 郑之增 +1 位作者 方海峰 褚成成 《煤矿机械》 北大核心 2008年第11期41-43,共3页

介绍了矿井救灾机器人定位导航的目的及意义,结合矿井救灾机器人特殊的工作环境,对当前国内国际可用的移动机器人的定位导航方法进行了研究,对其定位导航技术进行了归类总结,指出了目前矿井救灾机器人导航定位方法研究中的难点及存在的... 介绍了矿井救灾机器人定位导航的目的及意义,结合矿井救灾机器人特殊的工作环境,对当前国内国际可用的移动机器人的定位导航方法进行了研究,对其定位导航技术进行了归类总结,指出了目前矿井救灾机器人导航定位方法研究中的难点及存在的问题,提出了今后矿井救灾机器人导航定位的发展趋势。 展开更多

关键词 矿井救灾机器人 导航 定位

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面向自然人机交互的力触觉再现方法综述 被引量：21

17

作者 陆熊 陈晓丽 +1 位作者 孙浩浩 赵丽萍 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第10期2391-2399,共9页

力触觉再现技术借助力触觉人机接口设备,提供了操作者与虚拟环境之间的力触觉交互,使得操作者能够主动地触摸、感知和操纵虚拟物体,从而有效增强了虚拟现实等系统的真实感和沉浸感,进一步拓展了虚拟现实等技术的应用领域。传统的穿戴式... 力触觉再现技术借助力触觉人机接口设备,提供了操作者与虚拟环境之间的力触觉交互,使得操作者能够主动地触摸、感知和操纵虚拟物体,从而有效增强了虚拟现实等系统的真实感和沉浸感,进一步拓展了虚拟现实等技术的应用领域。传统的穿戴式、力反馈操纵杆式力触觉再现设备在便携性、操作空间等方面存在局限性,随着计算机技术与消费电子的快速发展,面向自然交互的力触觉再现方法受到广泛的关注。评述了传统的穿戴式、力反馈操纵杆式力触觉再现设备后,重点阐述了非固定式和非接触式的两类面向自然交互的力触觉再现方法。在对比分析不同的力触觉再现方法之间的差异后,探讨了面向自然交互的力触觉再现方法的未来发展方向。 展开更多

关键词 力触觉再现 自然交互 非固定式 非接触式

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基于电磁力控制的非接触式二维力触觉再现系统 被引量：2

18

作者 陆熊 孙东 +2 位作者 鄢昱星 陈晓丽 黄晓梅 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第7期174-180,共7页

力触觉再现提供了操作者与虚拟物体间的双向信息和能量交互,有效提高了虚拟现实等应用系统的真实感、沉浸感和操作效率,成为人机交互的新兴技术和研究热点。本文实现了一种新型的基于电磁力控制的二维力触觉再现系统,该系统由二维背景... 力触觉再现提供了操作者与虚拟物体间的双向信息和能量交互,有效提高了虚拟现实等应用系统的真实感、沉浸感和操作效率,成为人机交互的新兴技术和研究热点。本文实现了一种新型的基于电磁力控制的二维力触觉再现系统,该系统由二维背景电磁场产生和控制模块、指尖穿戴式永磁铁、人手位置检测模块和中央控制模块组成。基于ANSYS有限元分析,确定了系统中背景电磁铁线圈和指尖永磁铁的最优参数,获得指尖永磁铁所受电磁力与二维可控背景电磁铁驱动电流、指尖电磁铁位置的映射关系,形成离线仿真数据。提出了基于离线仿真数据实时插值的二维力触觉再现中电磁力控制方法。在实现系统原型的基础上,开展了作用力阈值感知基础实验和三维虚拟物体识别实验。实验结果表明,两种三维虚拟物体的识别实验成功率分别为85.7%和71.4%,有效验证了本文所设计力触觉再现方法的有效性。 展开更多

关键词 力触觉再现 二维可控磁场 非接触式 电磁力控制 有限元仿真分析

原文传递

基于三维模型的多传感车辆定位与识别研究 被引量：2

19

作者 陈莹 韩崇昭 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2005年第11期1841-1843,1865,共4页

车辆的定位与识别是智能车研究的重要环节。针对二维算法及单传感的不足,提出了一种基于三维模型的多传感车辆定位与识别算法。定位系统中,通过将雷达的位置估计和图像的灰度信息进行融合来获得位移参数,并将改进的Hausdorff距离和模拟... 车辆的定位与识别是智能车研究的重要环节。针对二维算法及单传感的不足,提出了一种基于三维模型的多传感车辆定位与识别算法。定位系统中,通过将雷达的位置估计和图像的灰度信息进行融合来获得位移参数,并将改进的Hausdorff距离和模拟退火算法相结合得到旋转参数。在此基础上,识别系统计算每个模型与目标车辆的匹配值,根据其在采样时段内的平均值确定车辆类型。实验证明,该方法能有效地实现目标车辆的定位和识别。 展开更多

关键词 三维模型 多传感 车辆定位 车辆识别

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卸砖码垛重载机器人的机构设计和运动学分析 被引量：2

20

作者 李跃 刘知贵 谭明中 《机床与液压》 北大核心 2013年第3期26-29,共4页

为解决国内制砖行业卸砖码垛环节的机械化问题,设计了卸砖码垛重载机器人的实验样机。利用D-H方法建立了该机器人的运动学模型,求出了运动学正逆解。在求逆解过程中,提出一种新的简便算法,避免了大量的矩阵求逆和相乘,简化了计算过程,... 为解决国内制砖行业卸砖码垛环节的机械化问题,设计了卸砖码垛重载机器人的实验样机。利用D-H方法建立了该机器人的运动学模型,求出了运动学正逆解。在求逆解过程中,提出一种新的简便算法,避免了大量的矩阵求逆和相乘,简化了计算过程,快捷地计算出相应结果。同时对正逆解进行了数值仿真,验证了其正确性。 展开更多

关键词 码垛机器人 机构设计 运动学分析

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