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基于单目视觉和改进YOLOv8-pose模型的篮筐位姿估计方法
1
作者 陈琳 徐震 +3 位作者 张春燕 吉晓升 成松松 黄嘉俊 《华南农业大学学报》 北大核心 2026年第1期106-117,共12页
【目的】当前设施大棚蔬菜采收装筐后的搬运作业仍以人工为主,存在效率低下、劳动强度大等问题,严重制约了农业生产的规模化与智能化发展。开发具备篮筐自主抓取功能的新型农业机器人,是破解该瓶颈、提升农业生产效率的关键技术路径。其... 【目的】当前设施大棚蔬菜采收装筐后的搬运作业仍以人工为主,存在效率低下、劳动强度大等问题,严重制约了农业生产的规模化与智能化发展。开发具备篮筐自主抓取功能的新型农业机器人,是破解该瓶颈、提升农业生产效率的关键技术路径。其中,基于计算机视觉技术实现对篮筐的精准位姿估计,是保障机器人抓取动作稳定可靠的核心前提与技术基础。然而,现有位姿估计方法的准确性与实时性难以满足复杂大棚环境下的实际作业需求,亟待进一步深入研究与优化。【方法】以YOLOv8-pose为基准模型,通过检测篮筐特征点并融合PnP算法估计篮筐位姿。首先,利用单目相机采集各种复杂背景下的篮筐RGB图像并制作成数据集。其次,在YOLOv8-pose模型基础上引入Biformer模块、GAM注意力机制和Focaler_GIoU损失函数,提升模型在复杂背景和遮挡情况下的关键点检测性能。最后,基于篮筐尺寸参数与检测到的关键点二维坐标,利用PnP算法求解篮筐在三维空间中的位姿参数。【结果】试验结果显示,关键点平均精度均值、准确率分别提升3.73、4.31个百分点,定位平均精准度提高了5.20像素,与手动标识的关键点之间的均方根误差为4.45像素。通过分析相机与篮筐距离对位姿估计精度的影响可知,在相机距离篮筐1.7~1.9 m时,位姿估计算法表现出较高的定位精度,表明相机与篮筐的相对距离对位姿估计精度具有重要影响。【结论】本研究提出的方法可为设施大棚场景下的篮筐位姿估计提供低成本、高精度的解决方案,为农业机器人抓取篮筐提供技术支撑。 展开更多
关键词 视觉识别 关键点检测 位姿估计 YOLOv8 农业机器人
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基于改进YOLOv8-Pose的番茄整枝关键点检测算法
2
作者 游浩涛 赵东杰 《自动化与仪表》 2026年第1期92-96,共5页
为解决番茄整枝机器人作业时,对番茄整枝关键点在与叶片、主茎颜色相近的环境中识别精度低的问题,提出了一种改进的YOLOv8-Pose番茄整枝机器人操作关键点检测算法。通过对YOLOv8-Pose进行优化,引入CSPHet结构替换原有的C2f结构,从而提... 为解决番茄整枝机器人作业时,对番茄整枝关键点在与叶片、主茎颜色相近的环境中识别精度低的问题,提出了一种改进的YOLOv8-Pose番茄整枝机器人操作关键点检测算法。通过对YOLOv8-Pose进行优化,引入CSPHet结构替换原有的C2f结构,从而提升模型的泛化能力,同时在颈部网络中融合ODConv2d动态卷积模块,并在检测头部采用Pose_SA模块,确保在提升识别精度的同时,有效降低模型参数量。试验结果表明,相比于原始模型,改进后的模型准确率P、召回率R和平均精度均值mAP50分别提升了3.2%、3.6%和1.6%,模型参数量Params和总浮点运算量FLOPs分别下降了0.62和2.8。改进后的模型可为番茄整枝机器人提供关键视觉技术支持,用于有效识别侧枝的切割或折断操作点。 展开更多
关键词 YOLOv8-pose 整枝机器人 关键点检测 番茄整枝
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基于YOLOv11-FoundationPose定位及力反馈控制的轴孔装配方法 被引量：1
3
作者 王兆国 庞海泉 《制造技术与机床》 北大核心 2025年第12期22-29,共8页
工业机器人在轴孔自动装配过程中,定位不准确会导致轴孔接触力过大、卡阻以及装配精度低等问题,严重影响装配效果。提出基于YOLOv11-FoundationPose定位及力反馈控制的轴孔装配方法,采用YOLOv11算法实时分割生成孔零件掩膜,然后对孔零... 工业机器人在轴孔自动装配过程中,定位不准确会导致轴孔接触力过大、卡阻以及装配精度低等问题,严重影响装配效果。提出基于YOLOv11-FoundationPose定位及力反馈控制的轴孔装配方法,采用YOLOv11算法实时分割生成孔零件掩膜,然后对孔零件的掩膜区域使用FoundationPose算法估计孔零件位姿,再基于Canny边缘检测和霍夫圆变换算法对孔零件上孔的几何中心进行定位,为轴孔装配机器人提供精确的目标孔位;基于力反馈控制的螺旋搜孔策略进一步减小孔定位的残余误差,同时,在装配过程中引入导纳控制,实时调整轴零件的位姿,从而实现柔顺插孔。对倾斜0°、15°和30°三种孔零件的轴孔装配试验结果表明,在轴孔间隙0.2 mm工况下,三种倾斜孔零件轴孔装配的成功率分别达到100%、98%和92%,验证了该方法在非结构化环境位姿不确定场景下定位的高鲁棒性与可靠性。 展开更多
关键词 工业机器人 轴孔装配 机器视觉 导纳控制 位姿估计
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融合多模态感知的机器人抓取策略研究
4
作者 禹鑫燚 何威 欧林林 《小型微型计算机系统》 北大核心 2026年第4期894-901,共8页
物体抓取是机器人的基本技能,而在复杂场景中实现多样的操作抓取是一项具有挑战性的任务.针对复杂操作任务中机器人抓取系统面临的认知局限与动态场景适应性问题,本文提出了任务自适应的多模态感知融合框架.首先,结合视觉语言模型的图... 物体抓取是机器人的基本技能,而在复杂场景中实现多样的操作抓取是一项具有挑战性的任务.针对复杂操作任务中机器人抓取系统面临的认知局限与动态场景适应性问题,本文提出了任务自适应的多模态感知融合框架.首先,结合视觉语言模型的图像理解和语义推理以及图像分割模型的检测识别,构建了多模态信息感知模型,实现任务场景的图文推理和物体识别.其次,融合语言提示和视觉提示提出了动态任务链分解机制,根据场景复杂程度实时调整任务操作步骤的分解并增强感知模型对图像物体的视觉理解.其次,针对机器人末端平行夹爪需适应不同场景的抓取任务问题,提出了一种视觉引导的抓取姿态优化网络,通过引入2×2网格策略进行抓取点预测以及编码器-解码器架构的姿态优化网络,联合优化姿态的几何精度与物理可行性.最后,为了快速适应不同场景下新工具或新物体抓取操作的零样本泛化任务,提出策略优化架构,综合考虑子任务完成、路径平滑性和时间效率,设计多维度奖励函数,使机器人能够适应动态环境并实时调整策略.通过设计复杂操作任务场景进行机器人的抓取实验,证实了所提的方法在不同应用场景的操作扩展性能,对于各种复杂抓取任务有着良好的泛化性和鲁棒性. 展开更多
关键词 多模态感知 机器人抓取 策略优化 抓取姿态优化
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基于多模态数据融合的康复机器人关节角度预测方法
5
作者 陈博 王斌 +3 位作者 周袁 周京 王浙明 叶祥明 《控制与决策》 北大核心 2026年第3期604-612,共9页
在人体关节角度预测中,单传感器获取信息太过局限且易受环境干扰影响,而基于多传感器的关节角度的预测研究,由于输入数据维度升高、传统的融合方式存在特征利用率不足的缺陷,导致预测精度下降.为准确获取运动功能障碍患者佩戴外骨骼康... 在人体关节角度预测中,单传感器获取信息太过局限且易受环境干扰影响,而基于多传感器的关节角度的预测研究,由于输入数据维度升高、传统的融合方式存在特征利用率不足的缺陷,导致预测精度下降.为准确获取运动功能障碍患者佩戴外骨骼康复过程中的运动状态,提出基于多模态数据融合的康复机器人关节角度预测方法.首先,设计多通道高分辨率网络结构使其适用于人体3维姿态特征提取任务,同时利用卷积神经网络提取足底压力特征;其次,基于长短期记忆网络获取特征在时域上的关联性;然后,构建带注意力机制的多模态特征融合网络用于人体关节角度预测;最后,通过在低、中、高3组速度下的实验结果表明:所提出算法在自建数据集上的评价指标RMSE为0.039,较传统关节角度预测方法提升38%以上;评价指标R2为0.948,较传统关节角度预测方法提升17%以上. 展开更多
关键词 康复机器人 关节角度预测 人体姿态估计 多通道高分辨率网络 长短期记忆网络 多模态特征融合网络
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四足工业移动机器人激光标靶定位方法设计 被引量：1
6
作者 杨荣强 高刚毅 曹甜东 《激光杂志》 北大核心 2026年第1期83-89,共7页
为了能够准确地确定四足机器人的位置和姿态,提出四足工业移动机器人激光标靶定位方法。首先建立四足工业移动机器人位姿视觉测量模型,实现精确的位姿测量并建立坐标转换关系;然后通过相位差扫描及角度计算得到激光标靶定位坐标;最后,... 为了能够准确地确定四足机器人的位置和姿态,提出四足工业移动机器人激光标靶定位方法。首先建立四足工业移动机器人位姿视觉测量模型,实现精确的位姿测量并建立坐标转换关系;然后通过相位差扫描及角度计算得到激光标靶定位坐标;最后,基于三点三线定位模型,通过最小化误差迭代求解,通过有效抑制误差的累积效应,得到移动机器人定位信息,实现高精度定位测量。经过实验测试可知,在多路径反射干扰、高频干扰、在强光干扰下,所提方法标靶识别率分别保持在90.0%、92.3%、90.5%,能准确地识别激光标靶并完成机器人定位,且具有较高的定位精度,而且性能要优于对比方法。 展开更多
关键词 四足工业移动机器人 激光标靶 机器人定位 激光发射器 机器人位姿 定位误差
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复合机械臂构型番茄采摘机器人设计与试验
7
作者 荣佳诚 熊梓茗 +3 位作者 元嘉策 李伟 王蓬勃 袁挺 《农业机械学报》 北大核心 2026年第5期61-70,94,共11页
针对设施温室番茄垂直栽培条件下采摘作业空间受限、采摘果穗高度差异大及障碍物分布复杂等问题,设计并制造了一台集视觉感知、升降解耦合运动规划与柔性夹剪执行功能于一体的番茄采摘机器人。系统采用7自由度协作型机械臂与滑轨式升降... 针对设施温室番茄垂直栽培条件下采摘作业空间受限、采摘果穗高度差异大及障碍物分布复杂等问题,设计并制造了一台集视觉感知、升降解耦合运动规划与柔性夹剪执行功能于一体的番茄采摘机器人。系统采用7自由度协作型机械臂与滑轨式升降机构的复合构型,结合RGB-D相机构建远景-近景双层视觉感知体系,实现成熟果穗检测与果梗剪切位姿精确定位。为提升在不同高度与姿态约束下的采摘路径可行性,提出一种基于可达性地图的升降关节与机械臂解耦合规划方法,并结合改进PB-PSO逆运动学优化与基于引力场的RRT^(*)路径规划,实现快速、无碰撞的采摘位姿生成与执行。温室现场试验结果表明,所提出采摘方法在剪切位姿求解准确率和抓取位姿规划成功率方面分别较基线方法提高了5.9个百分点和7.5个百分点,整体采摘成功率(未考虑末端执行器剪切失败情况)达到65.8%,验证了系统在复杂设施温室环境下的可行性。 展开更多
关键词 番茄采摘机器人 果梗位姿估计 复合机械臂解耦合规划 设施温室
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实例分割与空间解析融合的番茄实时三维位姿估计方法
8
作者 苟豪 赵国瑞 +3 位作者 董适 吕生华 林晨 文剑 《农业工程学报》 北大核心 2026年第2期185-194,共10页
针对复杂种植环境中现有果实位姿估计方法精度低、实时性差等问题,该研究提出一种融合轻量化实例分割与空间解析的番茄实时三维位姿估计方法。通过构建改进的YOLOv7-M1轻量化网络,实现果实掩膜高精度提取与关键点感兴趣区域快速定位;设... 针对复杂种植环境中现有果实位姿估计方法精度低、实时性差等问题,该研究提出一种融合轻量化实例分割与空间解析的番茄实时三维位姿估计方法。通过构建改进的YOLOv7-M1轻量化网络,实现果实掩膜高精度提取与关键点感兴趣区域快速定位;设计HRNet-ECA嵌入高通量注意力机制提升检测准确率;搭建多模态数据融合框架,结合深度图与感兴趣区域,经点云滤波处理和空间几何计算实时获取果实三维位姿参数。试验结果表明,改进后的YOLOv7-M1掩膜分割平均精度为95.56%,召回率93.52%,准确率96.17%;改进后的HRNet-ECA关键点相似度为96.61%,位姿估计准确率95.00%,三维姿态角平均误差9.40°,关键点平均定位误差4.13 mm,关键点在X、Y、Z方向上的平均误差分别为3.41、2.95和1.02 mm。单果处理平均耗时0.063 s。该方法构建了轻量化实例分割网络与改进关键点检测模型的级联结构,结合点云空间解析,在保证精度指标同时兼顾实时效率,实现了番茄果实的高精度实时位姿估计,可为复杂农业场景下果蔬精准自动化采收提供高效的解决方案。 展开更多
关键词 机器人 位姿估计 实例分割 关键点检测 点云滤波
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无人机引导下多消防机器人协同作业
9
作者 华长春 穆殿瑞 +1 位作者 陈健楠 魏饶 《自动化学报》 北大核心 2026年第2期267-283,共17页
复杂火灾场景下传统消防手段存在全局感知能力不足、协同能力弱等问题,因此提出一种基于无人机空中引导的多消防机器人协同作业系统.通过构建空-地异构协同架构,融合无人机全局态势感知与地面消防机器人精准作业能力,实现火灾动态环境... 复杂火灾场景下传统消防手段存在全局感知能力不足、协同能力弱等问题,因此提出一种基于无人机空中引导的多消防机器人协同作业系统.通过构建空-地异构协同架构,融合无人机全局态势感知与地面消防机器人精准作业能力,实现火灾动态环境下的高效协同灭火.通过融合先验地图、高空侦察信息和多视角观测信息,构建适用于灭火指控的多图层火场地图,在保障关键信息获取的同时兼顾建图效率.同时结合水柱轨迹模型、多视角观测信息及结构层数据,实现水柱轨迹和落点的准确检测.然后设计队列式与多形态主从编队模式,配合快速队形重构算法生成编队参考信号.进而,基于提出的柔性预定性能函数设计无人机位姿矢量控制器,以及基于改进视距导引法设计多消防机器人编队控制器.最后,开展空-地多机协同控制算法的仿真验证,并将系统集成到开诚RXB-MC80BD消防机器人上进行应用测试. 展开更多
关键词 多图层火场建图 柔性预定性能控制 无人机位姿矢量控制 消防机器人多模态编队
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基于合成数据与改进CycleGAN的物体位姿估计
10
作者 江镇洪 姚锡凡 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2026年第1期1-6,共6页
针对机器人自动化抓取任务中物体位姿估计数据标注成本高昂的问题,提出了一种基于合成数据与改进CycleGAN的物体位姿估计与抓取方法。通过Blender生成合成数据集,并利用改进的CycleGAN模型将合成图像风格迁移至真实图像风格,同时保留物... 针对机器人自动化抓取任务中物体位姿估计数据标注成本高昂的问题,提出了一种基于合成数据与改进CycleGAN的物体位姿估计与抓取方法。通过Blender生成合成数据集,并利用改进的CycleGAN模型将合成图像风格迁移至真实图像风格,同时保留物体姿态信息。所改进的CycleGAN采用基于U-Net与CBAM的生成器结构,并引入感知损失和内容一致性损失,增强风格迁移效果。实验结果表明,改进的CycleGAN模型在风格迁移质量上优于基准模型,有效提升了基于合成数据训练的位姿估计模型在真实数据下的性能表现,平均位姿估计准确率达到88.1%,与使用真实数据训练的模型相比仅存在3.8%的差距。实际抓取实验的成功率达到了94%,验证了该方法在工业场景中的可行性和实用性。 展开更多
关键词 合成数据 循环一致性对抗网络 图像风格迁移 物体位姿估计 机器人抓取
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基于多机器人协同的模拟装配位姿高精度构建技术
11
作者 万舒彪 沈义平 +4 位作者 卜星 徐爱杰 洪海波 王元耿 何军 《制造技术与机床》 北大核心 2026年第4期103-112,共10页
增压输送管路作为运载火箭系统主体部件,承载推进剂从贮箱稳定输送至发动机的功能作用,直接关系运载火箭飞行可靠性。为解决复杂管路异地装配繁琐、反复测量难等问题,提出了一种利用双目跟踪仪结合视觉靶标的方法实现了机器人在管路装... 增压输送管路作为运载火箭系统主体部件,承载推进剂从贮箱稳定输送至发动机的功能作用,直接关系运载火箭飞行可靠性。为解决复杂管路异地装配繁琐、反复测量难等问题,提出了一种利用双目跟踪仪结合视觉靶标的方法实现了机器人在管路装配中的高精度位姿复现。利用工业机器人和双目跟踪视觉系统进行多次重复实验,首先构建坐标系并进行对齐映射,其次采用基于视觉的多机器人闭环控制算法进行实时的位置校正,最后通过机器人现场位姿复现实验验证方法的有效性。结果表明,在动态跟踪过程中最大误差达0.01 mm,平均误差仅为0.007 mm,显示出良好的实时性和定位精度。该研究方法在复杂管路拼装领域具有实际应用价值。 展开更多
关键词 双目跟踪 多机器人协同 坐标系构建 定位补偿 位姿复现
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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
12
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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四足机器人机翼盒段内全向自适应姿态控制
13
作者 吴志伟 裴香丽 +3 位作者 段晋军 刘书豪 薛景锋 戴振东 《机械设计与研究》 北大核心 2026年第1期15-24,共10页
机翼盒段作为飞机的重要组成部分,其内部结构的定期检修对飞机的可靠与安全运行至关重要。由于机翼盒段内部空间狭小、结构复杂,传统人工检修面临诸多问题,为此设计了一种可应用于机翼盒段检测的小型窄体四足机器人。然而,机翼盒段底部... 机翼盒段作为飞机的重要组成部分,其内部结构的定期检修对飞机的可靠与安全运行至关重要。由于机翼盒段内部空间狭小、结构复杂,传统人工检修面临诸多问题,为此设计了一种可应用于机翼盒段检测的小型窄体四足机器人。然而,机翼盒段底部的弧形坡面为四足机器人在该环境下的全向运动控制带来了一定挑战。为解决这一问题,改善机器人在弧形坡面上的全向运动稳定性,提出了一种通过动态调整机身位姿以适应二维坡度变化的控制策略。首先,建立了机器人足端位置与姿态角的映射关系,进而分析其位姿调整方法;其次,设计了基于比例-微分控制器的全向自适应姿态稳定控制策略,以提高机器人对弧形坡面的全向自适应能力。最后,进行了位姿调整方法和控制策略的静态实验,并在机翼盒段内部开展了机器人坡面运动实验。结果表明该控制策略能够保证机器人主动适应动态变化的坡面环境,机身姿态角变化不超过±5°,可实现机器人在机翼盒段内部的全向稳定运动,为足式机器人完成机翼盒段内部检修提供有价值的参考。 展开更多
关键词 四足机器人 全向运动 弧形坡面 位姿调整方法 自适应姿态稳定控制策略
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多自由度机械臂目标抓取位姿智能估计算法
14
作者 潘夏福 陆凯 张博 《机械设计与制造》 北大核心 2026年第2期374-379,共6页
在复杂且多变的非结构化环境中,多自由度机械臂抓取目标物体呈现出高度的多样性和不规则性,使得控制点位置不确定性增加,导致机械臂在抓取任务常出现较大偏差,提出多自由度机械臂目标抓取位姿智能估计算法。通过求解多自由度机械臂正运... 在复杂且多变的非结构化环境中,多自由度机械臂抓取目标物体呈现出高度的多样性和不规则性,使得控制点位置不确定性增加,导致机械臂在抓取任务常出现较大偏差,提出多自由度机械臂目标抓取位姿智能估计算法。通过求解多自由度机械臂正运动学、逆运动学方程确定各关节的角度值,得到末端执行器位置。采用五参数矩形模型分析目标特征并确定目标位置和方向。利用高效透视n点算法(Efficient Perspective-n-Point,EPnP)算法明确末端执行器和目标位置空间基准点与相机坐标系的关系,以此确定四个虚拟控制点的位置。根据控制点位置使用二次贝塞尔曲线生成移动曲线,从而实现目标抓取位姿智能估计。实验结果表明,所提算法能够实现位姿智能估计,减少机械臂碰撞,且平均距离误差在4mm以下,机械臂角度误差小,能够以正确的角度和位置抓取目标物体。 展开更多
关键词 多自由度机械臂 目标抓取 位姿智能估计 虚拟控制点 旋转矩阵
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面向多机协同探索的分布式SLAM方法
15
作者 邓开阳 郑永航 +2 位作者 罗义藩 张航铖 解杨敏 《计算机工程与设计》 北大核心 2026年第2期560-567,共8页
传统协同定位依赖高频位姿或观测数据交互,难以适应带宽受限环境;单机回环检测框架在多机协同中难以有效融合时空关联性,制约全局地图一致性提升。针对上述问题,提出了一种基于特征点集的分布式SLAM新方法。利用LIOSAM作为各机器人的前... 传统协同定位依赖高频位姿或观测数据交互,难以适应带宽受限环境;单机回环检测框架在多机协同中难以有效融合时空关联性,制约全局地图一致性提升。针对上述问题,提出了一种基于特征点集的分布式SLAM新方法。利用LIOSAM作为各机器人的前端里程计,通过关键帧提取轻量化特征点集,并基于最小生成树的邻域广播机制共享数据,降低通信开销。运用RANSAC和ICP算法进行机器人间的回环检测和精确配准。将机器人内部和机器人间的约束整合到了多机器人位姿图中,优化了多机器人系统的位姿估计,增强了系统的鲁棒性与精度。实验结果表明,所提方法能有效减轻机器人间的通信开销,并提升多机器人系统在复杂环境中的导航与定位精度。 展开更多
关键词 同时定位与建图 多机器人协同 位姿图 通信开销 回环检测 地图融合 地图优化
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非结构化环境下的机械臂抓取位姿检测系统研究
16
作者 孙世界 康高强 潘文波 《现代电子技术》 北大核心 2026年第6期133-138,共6页
为提高机械臂在非结构化环境下目标抓取位姿检测的准确性与鲁棒性,提出一种融合SAM图像分割与GraspNet的抓取位姿检测方法。利用SAM分割目标掩膜以过滤非目标区域干扰,结合GraspNet预测抓取位姿,并基于力闭合理论筛选高鲁棒性方案;再通... 为提高机械臂在非结构化环境下目标抓取位姿检测的准确性与鲁棒性,提出一种融合SAM图像分割与GraspNet的抓取位姿检测方法。利用SAM分割目标掩膜以过滤非目标区域干扰,结合GraspNet预测抓取位姿,并基于力闭合理论筛选高鲁棒性方案;再通过标定后的RealSense相机获取RGB-D数据与相机内参,建立相机与机械臂基座的坐标转换关系;最后通过坐标转换与逆运动学控制机械臂进行抓取。利用Sawyer七轴机械臂与D435i相机搭建验证平台进行实验,结果表明:改进算法的目标检测率与平均抓取成功率分别达到91.7%和81.6%,较原始GraspNet算法提升了7.5%和8.3%,且显著减少了非目标物体干扰导致的错误位姿。所提方法通过GraspNet与零样本分割的协同优化,提升了非结构化环境下的抓取精度与泛化能力,为工业自动化与机器人抓取任务提供了可行的技术方案。 展开更多
关键词 机械臂抓取 位姿检测 GraspNet SAM 非结构化环境 Sawyer机械臂
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基于多视角融合的机器人抓取位姿估计模型
17
作者 杨红玲 代路 解仑 《科学技术与工程》 北大核心 2026年第9期3616-3625,共10页
为解决机械臂抓取时因物体对称性和遮挡等因素引发的位姿估计难题,通过融合多视角RGB-D数据的方法研究了目标物体的六自由度位姿估计问题。该方法基于单视角位姿估计框架,利用三维关键点投票网络对各视角场景中的三维关键点进行独立预测... 为解决机械臂抓取时因物体对称性和遮挡等因素引发的位姿估计难题,通过融合多视角RGB-D数据的方法研究了目标物体的六自由度位姿估计问题。该方法基于单视角位姿估计框架,利用三维关键点投票网络对各视角场景中的三维关键点进行独立预测,并通过置信度评分、加权融合以及均值偏移聚类实现多视角信息的有效整合,最终完成目标物体位姿的精确求解。结果表明:该方法在对称与遮挡场景下能够显著提升位姿估计精度;多视角融合策略有效增强了关键点的预测稳定性与鲁棒性;在桌面环境下的自主抓取实验中显著提高了抓取成功率与执行效果。实验证明,所提出的方法在复杂抓取场景中具有良好的适应性和应用价值,能有效提高在非结构化场景下的作业自主性,还为解决复杂工况下的智能装配作业提供了关键技术支撑,具有广阔的产业应用前景。 展开更多
关键词 场景融合 位姿估计 均值偏移 关键点 多视角 机器人抓取
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复杂场景移动机器人定位与建图研究进展
18
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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基于非线性优化双目VIO的在线时间偏差标定实现方法
19
作者 曹梓育 杨建华 《北京航空航天大学学报》 北大核心 2026年第2期516-523,共8页
基于非线性优化的双目视觉惯性里程计(VIO)系统在低纹理等环境下长时间运行误差累积问题严重。因此,针对基于非线性优化的双目VIO系统,提出在线时间偏差标定方法。所提方法充分发挥双目相机的优势,利用双目相机中的极线约束构建误差因子... 基于非线性优化的双目视觉惯性里程计(VIO)系统在低纹理等环境下长时间运行误差累积问题严重。因此,针对基于非线性优化的双目VIO系统,提出在线时间偏差标定方法。所提方法充分发挥双目相机的优势,利用双目相机中的极线约束构建误差因子,减少特征点误匹配对时间偏差标定的负面影响,提高系统鲁棒性和状态估计的准确度,适用于低成本,自组装系统。在公开数据集上的实验表明:所提方法准确度更高,收敛速度更快,能够提高系统状态估计的准确度和鲁棒性。真实场景下的实验也验证了所提方法的有效性。 展开更多
关键词 机器人 同时定位与地图构建 视觉惯性里程计 时间偏差标定 位姿估计
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六轴串联机器人参数标定与位姿精度提升研究
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作者 单杰 《苏州市职业大学学报》 2026年第1期35-41,共7页
为提升串联机器人的绝对定位精度,满足高精度操作任务需求,提出了一种基于高精度三坐标测量仪的机器人参数标定与误差修正方法。以应用于截骨导航的六轴串联机器人为具体实验对象,采用修正D-H运动学模型的方法,精确辨识其真实的运动学参... 为提升串联机器人的绝对定位精度,满足高精度操作任务需求,提出了一种基于高精度三坐标测量仪的机器人参数标定与误差修正方法。以应用于截骨导航的六轴串联机器人为具体实验对象,采用修正D-H运动学模型的方法,精确辨识其真实的运动学参数;通过测量空间已知点的位姿精度,评价其定位性能;研究了机器人坐标系与由医学影像模型定义的任务坐标系间变换误差的消除措施。实验结果表明,所提出的方法能将机器人的绝对定位误差显著降低至0.368 mm,验证了该方法的有效性。其核心标定与转换流程具备良好的通用性,可为其他高精度串联机器人的精度提升提供参考。 展开更多
关键词 串联机器人 绝对定位精度 位姿精度 参数标定 运动学修正 坐标转换
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