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复杂水域下的声呐-视觉-惯性紧耦合位姿估计方法
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作者 周卫东 毛梓恒 +2 位作者 徐博 张广拓 张晓宇 《中国惯性技术学报》 北大核心 2026年第1期16-24,共9页
针对光照不足与噪声干扰导致水下位姿估计精度严重下降的问题,提出了一种基于声呐、视觉与惯性传感器融合的水下多模态位姿估计方法。首先,采用自适应直方图均衡化与多尺度颜色恢复相结合的算法,为系统特征提取提供高质量图像数据;其次... 针对光照不足与噪声干扰导致水下位姿估计精度严重下降的问题,提出了一种基于声呐、视觉与惯性传感器融合的水下多模态位姿估计方法。首先,采用自适应直方图均衡化与多尺度颜色恢复相结合的算法,为系统特征提取提供高质量图像数据;其次,对惯性测量单元(IMU)数据进行预积分,将其转换为相对运动约束,以减少后端优化计算量;然后,将视觉重投影误差、IMU测量误差以及声呐距离测量误差作为约束,构建紧耦合优化模型,提升水下机器人位姿估计精度。在EuRoC数据集与AFRL水下数据集上的实验表明:在常规水下环境中,所提方法的定位精度与主流视觉惯性方法相当;而在高浊度与多回环水下环境中,其定位精度较OKVIS分别提升了78.72%和54.97%,验证了所提方法在复杂水域具有更高的定位精度与鲁棒性。 展开更多
关键词 水下位姿估计 声呐 多传感器融合 水下机器人
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基于多特征融合的果园无人机位姿估计方法
2
作者 刘旭航 褚子龙 +2 位作者 赵红利 于嘉辉 韩文霆 《农业机械学报》 北大核心 2026年第4期1-9,共9页
为解决果园环境中冠层遮挡和特征重复导致果园无人机位姿估计系统无法正常工作的问题,本文利用视觉惯性里程计技术,结合点特征与线特征几何约束,设计一种多特征融合的果园无人机位姿估计方法。利用EDLines算法取代传统的LSD算法提取图... 为解决果园环境中冠层遮挡和特征重复导致果园无人机位姿估计系统无法正常工作的问题,本文利用视觉惯性里程计技术,结合点特征与线特征几何约束,设计一种多特征融合的果园无人机位姿估计方法。利用EDLines算法取代传统的LSD算法提取图像中的线特征,通过光流法实现特征点与特征线在连续帧间的快速跟踪与匹配,并进行三维特征重建得到特征位姿。构建基于非线性优化的位姿估计模型融合惯性信息与视觉信息,在局部滑动窗口内,构造联合最小化的全局代价函数,通过求解该函数完成准确的位姿估计。选取结果期苹果园以及葡萄温室进行试验,以绝对轨迹误差和相对轨迹误差作为评价指标,验证所设计位姿估计方法性能。试验结果表明,相较于利用LSD算法提取线特征的传统位姿估计方法,所设计方法绝对轨迹误差平均值降低10%,相对轨迹误差平均值降低27%,有效提高了果园无人机导航系统精度和鲁棒性,为保障果园无人机作业安全性提供了可靠支撑。 展开更多
关键词 视觉惯性里程计 多特征融合 果园无人机 位姿估计 多传感器融合
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多线结构光传感器组合的空间位姿测量方法
3
作者 谭志林 马国鹭 +1 位作者 补晨熹 林-静 《应用光学》 北大核心 2026年第1期196-201,共6页
针对非合作目标空间位姿和关键几何量的综合测量需求,采用多线结构光传感器组合方法,结合传感器轴向对称布局特征,构建组合测量系统的坐标映射方程,建立姿态转换关系,实现对三个线结构光传感器测量的二维信息融合。搭建五自由度测试验... 针对非合作目标空间位姿和关键几何量的综合测量需求,采用多线结构光传感器组合方法,结合传感器轴向对称布局特征,构建组合测量系统的坐标映射方程,建立姿态转换关系,实现对三个线结构光传感器测量的二维信息融合。搭建五自由度测试验证平台,基于LevenbergMarquardt(L-M)算法完成组合测量系统标定,获得组合测量系统的刚性变换关系。开展圆柱型被测目标的验证对比试验,实验结果表明:在线结构光传感器的量程范围内,所搭建组合测量系统的位置测量精度优于±0.1 mm,姿态测量精度优于±0.05°,被测关键几何量偏差小于0.5 mm。该组合测量方法可适配被测量对象为非合作目标的场景,为类似场景的综合测量任务提供了一种可借鉴的解决方法。 展开更多
关键词 组合测量 空间位姿测量 线结构光传感器 非合作目标
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复杂场景移动机器人定位与建图研究进展
4
作者 张怡俊 崔国华 +2 位作者 张振山 何维瀚 薛慧 《控制工程》 北大核心 2026年第2期291-302,共12页
同步定位与建图(simultaneous localization and mapping, SLAM)技术是移动机器人研究及应用的关键问题,旨在解决机器人在复杂环境中实现自主定位与地图构建等功能。对SLAM的系统组成、关键技术及应用进行了简要介绍;重点围绕特征点法... 同步定位与建图(simultaneous localization and mapping, SLAM)技术是移动机器人研究及应用的关键问题,旨在解决机器人在复杂环境中实现自主定位与地图构建等功能。对SLAM的系统组成、关键技术及应用进行了简要介绍;重点围绕特征点法、滤波法、图优化法、多传感器融合和动态场景5个方面,综述了SLAM系统的关键技术、国内外研究现状及标志性应用进展;并结合代表性系统,比较分析了不同方法之间的优缺点,详细阐述了多传感器融合SLAM系统,同时对复杂场景下的SLAM技术进行了展望。 展开更多
关键词 复杂场景 移动机器人 定位与建图 位姿估计 多传感器融合
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VIG-SLAM:基于自适应多传感器融合的SLAM算法 被引量:2
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作者 黄超 黄予昕 +1 位作者 杨泽彬 张毅 《电子测量与仪器学报》 北大核心 2025年第5期67-74,共8页
在缺乏全球定位系统(GPS)信号的环境中,仅依赖视觉惯性里程计的同步定位与建图(SLAM)算法虽能实现局部精确定位,但长距离移动时累积误差显著,导致定位精度下降。同时,尽管GPS能够提供全局位置信息,但在城市峡谷、隧道等复杂环境中,信号... 在缺乏全球定位系统(GPS)信号的环境中,仅依赖视觉惯性里程计的同步定位与建图(SLAM)算法虽能实现局部精确定位,但长距离移动时累积误差显著,导致定位精度下降。同时,尽管GPS能够提供全局位置信息,但在城市峡谷、隧道等复杂环境中,信号容易受到遮挡和干扰,导致定位性能不稳定,限制了其在复杂环境中的应用。为了解决上述问题,提出了VIG-SLAM算法,将视觉/惯导/轮速计紧耦合定位系统(VIW)与GPS数据进行自适应融合。首先,构建了GPS精度因子模型与异常检测机制,以评估并动态选择适合融合的高质量GPS数据。其次,提出了一种改进的自适应时间差补偿策略,解决GPS与VIW系统时间戳不匹配的问题,同时,在时间差补偿中动态调整GPS信号的权重,提升在复杂环境下的定位精度与鲁棒性。最后,构建了包含GPS约束的全局位姿图优化模型,将GPS全局定位信息作为全局约束,与VIW局部定位信息进行互补,实现大场景下的鲁棒定位。在公开数据集上以及真实实验场景中验证了所提方法的有效性,实验结果表明,相比当前主流视觉SLAM算法,提出的的VIG-SLAM算法平均定位精度至少提高15%,具有较强的鲁棒性和精度优势。 展开更多
关键词 SLAM GPS 位姿图优化 多传感器融合
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面向串并联镜像加工装备的线激光安装位姿高精度标定方法
6
作者 刘海波 李文杰 +5 位作者 丁悦 王鹏飞 梁润 薄其乐 谢福贵 肖世宏 《航空制造技术》 北大核心 2025年第11期14-20,共7页
针对现有串并联机床线激光传感器测量位姿准确标定难题,提出一种适用于串并联机床的线激光安装位姿标定方法。基于标准球特性,求取球心坐标后利用标准球球心不变性建立等式,提出求取旋转矩阵的目标函数;通过扫描标准球表面,获取其点云... 针对现有串并联机床线激光传感器测量位姿准确标定难题,提出一种适用于串并联机床的线激光安装位姿标定方法。基于标准球特性,求取球心坐标后利用标准球球心不变性建立等式,提出求取旋转矩阵的目标函数;通过扫描标准球表面,获取其点云数据并拟合出球心,与球心坐标真值比较并建立平移矩阵的求取模型。与传统手眼标定方法相比,所提方法沿X、Y、Z 3个方向的标定误差分别降低了88.9%、83.6%、82.1%。所提方法无须改变串并联机构的姿态,有效避免了串并联机床定位误差对测量位姿标定的影响,提高了标定精度。 展开更多
关键词 串并联机床 标准球 线激光传感器 位姿标定 测量加工一体化
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New Sensor Concepts for Enhancing Heat Treatment Processes and Analysis
7
作者 Jay I. Frankel 《材料热处理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第5期443-446,共4页
The need for developing accurate quenching models requires an extensive experimental database that includes surface heat flux characterization. Quantification of the quenching process permits i) the development of hig... The need for developing accurate quenching models requires an extensive experimental database that includes surface heat flux characterization. Quantification of the quenching process permits i) the development of high-quality heat treated products, ii) the evaluation of new quenchants and quenchant systems, and iii) the evaluation of quenchant quality over usage time. The surface heat transfer coefficient (or heat flux) is rarely measured, calculated or modeled in sufficient detail for real scientific use. Many single-thermocouple based probes are designed for the purpose of measuring the cooling power of a liquid quenchant or for monitoring quenchant quality. Lumped based probes are sufficient for these types of applications. However, the lack of sufficient distributed detail impedes the development of future high-quality heat-treated products. Frankel and his coworkers are developing a new family of transient thermal-rate sensors that will improve both diagnostic and real-time analyzes in heat transfer studies. Analyzes have been performed indicating that there exists a novel, thermal-rate sensor hierarchy that stabilizes predictions when used with analysis. This concept can be used for investigating both (i) direct surface heat transfer effects, and (ii) projective surface analysis based on embedded sensors. This new sensor family includes the ability to measure temperature, T; heat flux, q"; and their temporal derivatives, i.e., dT/dt, d^T/dt2 and dq’Vdt. 展开更多
关键词 传感器 热处理 热通量 传热系数
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基于激光测距传感器的机械臂末端位姿误差校正方法 被引量:1
8
作者 韩金利 尚卓 《传感技术学报》 北大核心 2025年第3期511-517,共7页
机械臂位姿校正由于误差考虑不充分,导致误差校正效果差,机械臂稳定性低,因此,提出基于激光测距传感器的机械臂末端位姿误差校正方法。该方法基于激光测距传感器原理,通过最小二乘算法,确定机械臂末端位姿误差,包括位置误差和姿态误差,... 机械臂位姿校正由于误差考虑不充分,导致误差校正效果差,机械臂稳定性低,因此,提出基于激光测距传感器的机械臂末端位姿误差校正方法。该方法基于激光测距传感器原理,通过最小二乘算法,确定机械臂末端位姿误差,包括位置误差和姿态误差,根据得到的误差,采用适应度改进的遗传算法,结合非线性传递特性分析机械臂的末端位姿,获得误差补偿,构建机械臂末端位姿的误差校正方法,实现机械臂末端位姿误差校正。经过实验证明,所提方法校正后的最高误差仅为0.13 cm,响应时间低于1.25 s,复杂度为0.30,并且振动区间较小,仅为[-0.03,0.02]m,说明该方法较为简洁,可以快速实现机械臂误差校正,降低了算法复杂度的同时,提高了机械臂的稳定性强。 展开更多
关键词 激光测距传感器 机械臂末端位姿 误差校正 最小二乘算法 遗传算法 非线性传递特性
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面向无人机位姿估计的轻量化面元激光惯性SLAM系统
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作者 刘畅 赵紫旭 +4 位作者 尚源峰 邱大伟 石晶林 刘杰 江济 《航空工程进展》 2025年第3期124-131,共8页
卫星信号易受遮挡的特性导致小型无人机的位姿估计问题面临较大挑战,提出一种面向无人机位姿估计的轻量化面元激光惯性SLAM系统,设计一种基于面元的激光点云配准算法,通过最小化点到面元的距离实现点云配准与位姿估计,通过舍弃不稳定的... 卫星信号易受遮挡的特性导致小型无人机的位姿估计问题面临较大挑战,提出一种面向无人机位姿估计的轻量化面元激光惯性SLAM系统,设计一种基于面元的激光点云配准算法,通过最小化点到面元的距离实现点云配准与位姿估计,通过舍弃不稳定的面元来保证轻量化;同时设计系统框架将该算法部署于基于误差状态卡尔曼滤波的激光惯性SLAM系统。使用该SLAM系统在实验数据集中进行实验测试,结果表明:该SLAM系统比现有的激光惯性系统具有更好的位姿估计精度,在保证算法轻量化的基础上,在野外卫星信号缺失的环境中可降低无人机位姿37.63%的平均位置偏移和33.94%的平均姿态偏移。 展开更多
关键词 无人机位姿估计 轻量化激光惯性SLAM 多传感器融合 点云配准
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位姿传感器在冻雨区输电线路监测中的应用研究 被引量:2
10
作者 陈庆昊 刘天宇 王璋奇 《电子学报》 北大核心 2025年第2期595-603,共9页
冻雨作为一种常见的灾害性天气,常导致高压输电线路积冰,当积冰达到一定的厚度后,覆冰的脱落会引发导地线间的闪络,进而导致城市电力供应大面积中断.在冻雨频发区域,故障线路相较于正常线路而言,呈现出导线位移和张力变化较大的显著特征... 冻雨作为一种常见的灾害性天气,常导致高压输电线路积冰,当积冰达到一定的厚度后,覆冰的脱落会引发导地线间的闪络,进而导致城市电力供应大面积中断.在冻雨频发区域,故障线路相较于正常线路而言,呈现出导线位移和张力变化较大的显著特征.这些新的特征对现有监测方案提出了更高的要求,为此,本文提出一种基于无线位姿传感器的冻雨区输电线路监测方法.首先分析了无线位姿传感器的优势,开发对应的上位机,设计了一种将传感器安装在直线塔悬垂绝缘子串上,利用测量的倾角结合串长计算实时档距的方案;其次,算法解决实时线长难以测量的问题,并结合实时档距和实时线长得到导线动态张力提出一种基于导线弹性变形的输电线路监测算法,依据相似准则搭建四塔三线输电线路缩比实验平台,验证模型的有效性.结果表明:该方法可以有效利用位姿传感器的实时数据实现对线路张力和位移进行实时精准监测,为电力系统的安全稳定运行提供了有力的技术支撑. 展开更多
关键词 位姿传感器 冻雨 输电线路 解析解 实时档距 弹性变形
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上肢康复机器人交互中六维力传感器的重力补偿
11
作者 张振飞 李宪华 张康 《湖南工程学院学报(自然科学版)》 2025年第4期58-63,共6页
康复机器人在与患者交互时,六维力传感器用于采集并反馈施加在机器人上的力和力矩信息,但传感器测得的信号包含了由末端执行器重力和传感器安装偏角等因素产生的干扰,需要进行重力补偿,以确保力反馈的准确性.本文首先分析了康复机器人... 康复机器人在与患者交互时,六维力传感器用于采集并反馈施加在机器人上的力和力矩信息,但传感器测得的信号包含了由末端执行器重力和传感器安装偏角等因素产生的干扰,需要进行重力补偿,以确保力反馈的准确性.本文首先分析了康复机器人的末端执行器受力状态,然后提出了一种基于机器人运动学模型和姿态信息的重力补偿算法.实验结果表明,该算法能够有效减小末端执行器自重等对数据采集的影响,补偿后力与力矩平均测量精度分别提升78.14%和37.72%,提高了康复机器人的交互精度和稳定性. 展开更多
关键词 机器人力感知 六维力传感器 位姿变换 重力补偿 人机交互
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基于自适应加权融合的盾构管片精确定位方法
12
作者 王凯峰 王悦晨 +4 位作者 吴委员 王涛涌 崔望朔 朱晨 邓斌 《工程设计学报》 北大核心 2025年第5期601-612,共12页
为提升盾构管片自动拼装过程中位姿检测系统的精度和环境适应能力,提出了一种融合线激光传感器与RGB-D相机的高鲁棒性多源定位方法。在感知层面,利用5个线激光传感器提取管片的边缘特征,并结合几何模型推算其弧边与直边交点的坐标,以实... 为提升盾构管片自动拼装过程中位姿检测系统的精度和环境适应能力,提出了一种融合线激光传感器与RGB-D相机的高鲁棒性多源定位方法。在感知层面,利用5个线激光传感器提取管片的边缘特征,并结合几何模型推算其弧边与直边交点的坐标,以实现对管片位姿的估计;同时,设计靶标系统,借助RGB-D相机获取管片图像与深度信息,并通过坐标变换来解算靶标相对于拼装机器人末端的空间姿态。针对单一传感器易受环境干扰的局限性,提出了改进的自适应加权融合(improved adaptive weighted fusion,IAWF)算法,基于观测支持度和测量方差动态调整权重,以实现高精度与高鲁棒性的融合定位。最后,通过仿真来验证IAWF算法在传感器异常条件下的稳定性与优越性;同时,构建融合定位实验平台,评估IAWF算法在正常、低光照及线激光测量数据异常等多种工况下的定位性能。结果表明,所提出的融合定位方法在保持高测量精度的同时显著提升了管片位姿检测系统在复杂环境下的抗干扰能力,平均位置误差降低了28.4%,平均姿态误差降低了34.2%,优于单一传感器的测量效果;管片拼装的最大错台和最大间隙分别为4.8 mm和4.6 mm,满足实际工程要求。研究结果为盾构管片自动化拼装的智能感知系统设计提供了理论依据与技术支撑。 展开更多
关键词 盾构管片 位姿检测 融合定位 线激光传感器 RGB-D相机
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一种移动复合机器人引导抓取系统的设计 被引量:1
13
作者 李忠鹏 赵鑫 +2 位作者 许晓川 刘洪志 李海军 《自动化应用》 2025年第13期226-228,231,共4页
针对移动复合机器人在动态环境中因位姿偏差导致的抓取精度不足的问题,提出了一种基于多传感器融合的引导抓取系统。通过2D视觉定位与激光测距传感器协同测量,建立包含水平位移、倾角及旋转偏差的位姿变换数学模型,设计基于齐次变换矩... 针对移动复合机器人在动态环境中因位姿偏差导致的抓取精度不足的问题,提出了一种基于多传感器融合的引导抓取系统。通过2D视觉定位与激光测距传感器协同测量,建立包含水平位移、倾角及旋转偏差的位姿变换数学模型,设计基于齐次变换矩阵的动态补偿算法,并结合PLC控制器实现六轴机械臂的实时位姿修正。实验表明,该系统在±3°倾角偏差与±30mm位移的干扰下,抓取成功率达96.8%以上,定位误差低于0.25mm,响应时间不超过115ms,较传统2D视觉系统定位精度提升45%~58%,综合成本降低约65%。研究成果验证了多传感器融合与动态补偿机制在工业自动化场景中的有效性,为复合机器人高精度作业提供了低成本、易部署的技术方案。 展开更多
关键词 移动复合机器人 倾角补偿 多传感器融合 位姿变换 工业自动化
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线激光火车轮测量系统标定及误差修正方法
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作者 李欣飞 鄢然 +2 位作者 夏磊 赵青 张凯飞 《仪器仪表学报》 北大核心 2025年第6期71-82,共12页
针对火车轮三维几何参数在线测量中存在的传感器标定流程复杂、工件放置偏心误差等问题,提出了一种基于多个线激光传感器的高精度测量系统及误差修正方法。通过构建多层坐标动态变换模型,实现了不受放置偏心约束下传感器数据到车轮三维... 针对火车轮三维几何参数在线测量中存在的传感器标定流程复杂、工件放置偏心误差等问题,提出了一种基于多个线激光传感器的高精度测量系统及误差修正方法。通过构建多层坐标动态变换模型,实现了不受放置偏心约束下传感器数据到车轮三维几何信息的精准映射;结合分步标定策略,利用立方体、圆柱体及异形回转体标定块,依次标定传感器安装姿态参数与位置参数,并通过位姿微调机构实现多传感器共面校准,解决大型扫描设备装配误差导致的共面难题;针对车轮放置偏心问题,提出基于极坐标动态修正的偏心误差补偿方法,通过实时计算工件轴心偏移量,追踪工件轴心轨迹,显著降低了径向尺寸测量误差,克服了传统机械定心在特殊工况下的局限性。实验结果表明,系统测量绝对误差<±0.069 mm,重复性标准差<0.049 mm,径向尺寸误差修正后波动范围缩减至0.170 mm以内,满足工业级精密测量要求。实际工程应用中,系统对915KKD型车轮的复杂几何特征测量结果与激光跟踪仪基准值的最大相对误差<0.135%,验证了其可靠性与工程适用性。该系统不仅适用于火车车轮的测量,还可推广至其他回转体等工件的三维精密测量场景,为多个线激光传感器旋转扫描测量系统提供了一种通用的标定与误差修正方法。 展开更多
关键词 线激光传感器 位姿标定 误差修正 火车轮测量 三维测量
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激光通信网络多优先级业务负载均衡动态路由优化 被引量:2
15
作者 姚远耀 范少帅 游颖 《激光杂志》 北大核心 2025年第2期198-203,共6页
激光通信网络业务传输时,通常会因为多优先级业务出现通信负载失衡,因此,针对该项问题,提出激光通信网络多优先级业务负载均衡动态路由优化。该方法首先需要根据激光通信网络制定业务的优先级排队策略,对网络内传输的业务进行层级划分,... 激光通信网络业务传输时,通常会因为多优先级业务出现通信负载失衡,因此,针对该项问题,提出激光通信网络多优先级业务负载均衡动态路由优化。该方法首先需要根据激光通信网络制定业务的优先级排队策略,对网络内传输的业务进行层级划分,确保关键任务优先处理。再利用图形卷积网络构建链路带宽占用预测模型,其预测成果将与创新的三角模态算子融合,生成一个综合的路径评估指标——路径选择度。这一指标作为核心依据,指导通信网络在业务传输时选取最优路径,实现了高效且短路径的通信路由策略,从而优化网络性能;最后在激光通信网络完成路由选择后,使用带宽分配方法依据业务优先级次序,完成网络带宽分配,实现网络负载均衡,从而实现通信网络动态路由优化。实验结果表明,使用该方法开展通信网络负载均衡动态路由优化时,效果好、性能高。 展开更多
关键词 激光通信网络 多优先级业务 负载均衡 动态路由优化 三角模算子
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基于触觉感知的新型视触觉传感器设计
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作者 童天宏 梁冬泰 谢林涛 《电子测量与仪器学报》 北大核心 2025年第2期185-192,共8页
针对现有视触觉传感器普遍存在的制造成本高的问题,提出了一种新型的GelSight指尖视触觉传感器设计方案,对视触觉传感器触觉皮肤中的单层弹性体反射膜改进,使用了一种双层的反射膜涂层工艺。在材料选择上,使用了两种不同性质的涂料,分... 针对现有视触觉传感器普遍存在的制造成本高的问题,提出了一种新型的GelSight指尖视触觉传感器设计方案,对视触觉传感器触觉皮肤中的单层弹性体反射膜改进,使用了一种双层的反射膜涂层工艺。在材料选择上,使用了两种不同性质的涂料,分别用于内外反射层的涂层,以通过化学键合的方式将两种不同的反射层紧密结合,实现对细微形变的高灵敏度响应。基于这一工艺技术,设计制造了一种新型的视触觉传感器,并基于光度立体设计了一种重建算法,以实现触觉三维重建。为了验证改进工艺的有效性,对使用该工艺制造的GelSight传感器与其他先进的视触觉传感器在感知分辨率上进行了对比实验。实验结果表明,新型传感器在感知分辨率上优于现有工艺制造的传感器。对具有不同形状和纹理的物体进行了三维重构及位姿估计的实验,结果显示,新型传感器在纹理细节方面具有更优的灵敏度,并且能够对实际物体进行高精度的三维重建和位姿估计。其中,表面接触区域的重建均方误差不超过100μm,位姿估计的精度可以达到亚毫米级,显示了其在实际应用中的潜力。 展开更多
关键词 视触觉传感器 反射层(膜) 触觉感知 三维重建 位姿估计
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基于比例导引法的带电作业机器人双重避障控制方法
17
作者 胡亚旻 《机械与电子》 2025年第9期26-32,共7页
以提高带电作业机器人避障反应为目的,提出基于比例导引法的带电作业机器人双重避障控制方法。通过传感器数据融合提高环境信息的准确性和完整性,并利用位姿插值技术,对数据中的路径关键节点实施插值计算,生成平滑连续的运动路径,保证... 以提高带电作业机器人避障反应为目的,提出基于比例导引法的带电作业机器人双重避障控制方法。通过传感器数据融合提高环境信息的准确性和完整性,并利用位姿插值技术,对数据中的路径关键节点实施插值计算,生成平滑连续的运动路径,保证机器人在行进过程中能够维持稳定的姿态和运动方向。由此,将静动态障碍物视为等效障碍圆,根据目标视线角和机器人当前状态信息,通过比例导引系数来调整机器人的运动状态,并引入避障加速度和速度控制项推导静动态障碍物的避障导航法则,减少重复运动轨迹的规划,确保带电作业任务快速进行。实验结果表明,所提方法避障路径平滑,可保障机器人在复杂环境中准确、安全地避障。 展开更多
关键词 传感器数据融合 位姿插值 比例导引法 避障控制
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扫地机器人增强位姿融合的Cartographer算法及系统实现 被引量:42
18
作者 张亮 刘智宇 +5 位作者 曹晶瑛 沈沛意 蒋得志 梅林 朱光明 苗启广 《软件学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第9期2678-2690,共13页
Cartographer是谷歌在2016年开源的一个可以在多传感器配置下实现低计算资源消耗的SLAM算法框架.针对原有Cartographer中位姿融合不准确、存在延迟的问题,首先设计了一种基于位姿增量的多传感器位姿融合方法;随后,针对扫地机器人Player... Cartographer是谷歌在2016年开源的一个可以在多传感器配置下实现低计算资源消耗的SLAM算法框架.针对原有Cartographer中位姿融合不准确、存在延迟的问题,首先设计了一种基于位姿增量的多传感器位姿融合方法;随后,针对扫地机器人Player平台,设计并实现了基于增强Cartographer算法的多模块SLAM系统;最后,通过Cartographer数据集的实验分析和真实场景的实际测试,验证了增强Cartographer算法的有效性以及SLAM系统在Player机器人平台上的可用性. 展开更多
关键词 扫地机器人 Cartographer 多传感器位姿融合 SLAM系统
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基于多传感器信息融合的物体位姿检测方法 被引量:6
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作者 丁希仑 解玉文 战强 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第5期483-486,共4页
提出了利用摄像机和超声传感器信息融合对机器人操作对象进行位姿检测的方法。该方法通过单幅图像获取目标点在图像中的理想坐标 ,求得投影矢量的方向 ,然后通过机器人末端的运动 ,导引超声传感器坐标原点与未移动前摄像机坐标系的原点... 提出了利用摄像机和超声传感器信息融合对机器人操作对象进行位姿检测的方法。该方法通过单幅图像获取目标点在图像中的理想坐标 ,求得投影矢量的方向 ,然后通过机器人末端的运动 ,导引超声传感器坐标原点与未移动前摄像机坐标系的原点重合 ,而其Z轴方向与求得的投影矢量方向相同 ,再由超声传感器测出投影矢量的长度 ,从而确定目标点在摄像机坐标系中的坐标 ,并可进一步转换到机器人基坐标系中。通过测量操作物体上两点的空间坐标 ,就能够确定物体空间姿态。该方法简单易行 ,计算量小 ,精度较高。 展开更多
关键词 摄像机 超声传感器 位姿检测 信息融合 机器人
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满足不同交互任务的人机共融系统设计 被引量:9
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作者 禹鑫燚 王正安 +1 位作者 吴加鑫 欧林林 《自动化学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第9期2265-2276,共12页
人与机器人共同协作的灵活生产模式已经成为工业成产的迫切需求,因此,近年来人机共融系统方面的研究受到了越来越多关注.设计并实现了一种满足不同交互任务的人机共融系统,人体动作的估计和机器人的交互控制是其中的关键技术.首先,提出... 人与机器人共同协作的灵活生产模式已经成为工业成产的迫切需求,因此,近年来人机共融系统方面的研究受到了越来越多关注.设计并实现了一种满足不同交互任务的人机共融系统,人体动作的估计和机器人的交互控制是其中的关键技术.首先,提出了一种基于多相机和惯性测量单元信息融合的人体姿态解算方法,通过构造优化问题,融合多相机下的2D关节检测信息和所佩戴的惯性测量单元测量信息,对人体运动学姿态进行优化估计,改善了单一传感器下,姿态信息不全面以及对噪声敏感的问题,提升了姿态估计的准确度.其次,结合机器人的运动学特性和人机交互的特点,设计了基于目标点跟踪和模型预测控制的机器人控制策略,使得机器人能够通过调整控制参数,适应动态的环境和不同的交互需求,同时保证机器人和操作人员的安全.最后,进行了动作跟随、物品传递、主动避障等人机交互实验,实验结果表明了所设计的机器人交互系统在人机共融环境下的有效性和可靠性. 展开更多
关键词 人机交互 人体姿态估计 多传感器融合 优化 机器人控制
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