基于TSDF模型的点云孔洞修复方法

深度摄像头的点云集合一般存在黑色孔洞闪烁的现象,在识别机械臂静态目标抓取时,点云集合数据的关键位置的体素不规则出现,就会对目标中心点的识别造成无法修正的偏差。因此,引入多个点云集合累积的思想,提出了一种基于TSDF模型的点云孔洞修复算法。在图形处理器(Graphics Processing Unit,GPU)中构建长宽高都是512体素的截断符号距离函数(Truncated Signed Distance Function,TSDF)模型,给定深度摄像头相对于世界坐标系的初始位姿,便可以得到相机坐标系到世界坐标系的坐标变换矩阵。根据当前图像坐标点的深度值和模型体素值,动态计算权值,更新模型,经过多次迭代,从而形成稳定的点云坐标集合。实验结果表明,所提出的算法应用在机械臂静态目标抓取后,被识别目标中心点重定位精度误差在2.0 mm内,机械臂抓取目标的成功率显著提高。由于模型在GPU中构建,并不会降低计算机工作性能。所提算法在修复方面的可靠性强于常规修复算法,对于颜色复杂的物体和对于没有彩色图像的深度摄像头依然适用。     

基于YOLOv3的甘蔗茎节实时动态识别与机械臂轨迹仿真

目前,甘蔗种植耗时长、劳动强度大,人们需要提高种植过程的机械化和智能化水平,而YOLOv3算法可以为机械数据采集和实时处理提供有力支持,因此有必要基于YOLOv3对甘蔗茎节实时动态识别与机械臂轨迹仿真进行研究。本文通过提取甘蔗茎节信息和构建YOLOv3网络结构对甘蔗茎节进行实时动态识别,提高识别效率和精确度;通过建立机械臂虚拟样机,对机械臂运动学进行仿真,提高轨迹仿真正确性。经过试验验证和对比分析,设计的实时动态识别和轨迹仿真方法具有较好的准确性,能够应用于甘蔗实际种植中。     

基于MATLAB Robtics Toolbox的机械臂轨迹仿真研究

本文基于MATLAB Robtics Toolbox建立MOTOMAN-HP0020D-A00机械臂仿真模型,并进行机械臂正逆运动学仿真,验证模型的正确性。最后,采用七次多项式插值算法完成机械臂轨迹规划。结果表明。算法准确合理,可为后续机械臂控制设计提供依据。     

利用BFO算法优化PID参数的机械臂控制设计分析

提出了一种基于细菌觅食(BFO)算法优化PID控制器参数的机械臂控制设计分析,用于不确定的2自由度旋转棱镜(RP)机械臂有效的轨迹跟踪和参数鲁棒性.提出的方法将BFO算法与PID控制器相结合,通过BFO算法在线对PID控制器的3个参数进行优化.最终,传统的动抗干扰抑制(ADRC)设计问题被转换成用于寻找最优控制器调谐参数的特殊优化问题.仿真结果表明,与传统方法相比,提出的方法能有效提高机械臂跟踪控制的快速性和准确性,具有更优越的控制品质和较强的抑制干扰能力.     

基于机器视觉技术的自动化理瓶机设计研究

整理瓶环节是影响灌装生产线效率的重要节点,人们要深入推进视觉检测技术与机器人技术的融合开发,研制自动化理瓶机,这是保证产品质量的有效手段。本文研究了自动化理瓶机设计方法和关键视觉算法,深入分析了视觉系统搭建、视觉系统标定、整理瓶的多目标分类跟踪技术算法、Delta机器人轨迹规划及动态目标抓取、视觉控制系统设计等关键研发问题,并详述了研究方法和具体实施方案。实践表明,在复杂环境(杂乱无章)下,自动化理瓶机充分利用机器视觉技术,可以完成复杂分拣、挑选、整理等高重复度工作,展现出良好的稳定性和高效性。     

基于遗传双映射神经网络的机械臂运动控制研究

讨论了一种基于双映射神经网络的机械臂运动控制器.并采用遗传进化算法对该控制器网络拓扑结构和参数进行了优化,实现了机械臂的轨迹跟踪控制.计算机仿真表明该控制器具有较高的控制精度和响应速度,可以满足机械臂工作要求.     

基于SolidWorks的机械式工业机器人末端执行装置的设计与实现

为解决现有技术中工业机器人末端执行装置结构复杂、生产成本高且通用性较弱等问题,本文设计了一种新型的机械式工业机器人末端执行装置。该装置能满足工业机器人在单自由度移动下对工作对象抓取移动的要求,操作简单、成本低、通用性强、适应工业生产的不同需求和多种工况下的作业。     

一种四自由度串联采摘机械臂系统设计

为提高番茄采摘效率,降低番茄生产成本,本文设计了一种四自由度串联采摘机械臂系统。在设计过程中,笔者首先确定关节型机械臂构型,分析机械臂各杆长和工作负载,完后各关节电机选型;然后设计控制系统以及无刷电机控制流程;最后搭建实物样机,控制各关节的电机将末端执行器送到成熟番茄的位置完成采摘任务。     

一种比赛运动目标自适应跟踪算法的GPU实现

运动目标跟踪是计算机视觉领域核心技术之一,其软、硬件的实现方法对于促进视频和图像处理具有重要意义.以足球比赛为例,针对移动目标的大量、实时、高精度跟踪任务,提出一种基于特征融合与粒子滤波的新型自适应目标跟踪算法,并设计基于图像处理单元(graphics processing unit,GPU)的算法硬件平台.实验结果表明,所提算法及硬件平台的高效整合可以实现运动目标的可靠、快速、高精度跟踪.     

重复使用运载器末端能量管理段横侧向参考轨迹规划

根据重复使用运载器末端能量管理段的初始位置,采用蛇形机动原理规划横侧向参考轨迹,即消除初始 位置误差并使轨迹终点进入自动着陆窗口. 将初始位置误差分解为横向和纵向误差,分阶段予以消除. 在消除横向 误差阶段,提出消除横向误差同时兼顾减小纵向误差的轨迹形式. 在消除纵向误差阶段,根据误差大小采用相应轨 迹模态形式予以消除. 仿真结果显示,该算法具有快速、准确、鲁棒性强的特点. 作为TAEM段三维制导轨迹生成 的核心部分,横侧向参考轨迹算法为应急情况下的在线轨迹生成提供了基础算法.     

基于Android的航迹指示仪的设计与实现

基于Android平台,利用GPS定位技术和百度地图开源SDK,设计了一款能够预先设定轨迹以及进行轨迹记录和保存的软件.该软件通过百度地图API进行地图显示,可根据需求通过经纬度坐标预先设定轨迹,并实时记录使用者的移动轨迹,与预设轨迹进行对比,当偏离预设轨迹一定范围时会有语音以及文字提醒.软件采用SQLite轻型数据库存储预设轨迹与记录的轨迹内容.经过测试,该软件简便易用,能够准确地记录轨迹,满足航空测磁对于航迹规划和航迹记录的需求.     

基于S7-PLCSIM Advanced的MCD转向臂与TIA通信仿真应用

【目的】针对机电一体化设备虚拟仿真调试中的通信问题,使用S7-PLCSIM Advanced中的OPC UA通信方式,来实现机电一体化概念设计与TIA的通信仿真。【方法】以转向臂为例,在TIA平台上完成对通信参数的设置和PLC组态,在西门子S7-PLCSIM Advanced软件中创建高级虚拟控制器,并与TIA建立通信。在MCD平台中定义转向臂的机电对象和运动副,并添加运动执行器和信号,在MCD中完成对外部信号的配置和映射。【结果】在建立通信后,TIA中的程序能稳定控制MCD环境中的转向臂运动,从而验证程序的可靠性和有效性。【结论】MCD能基于S7-PLCSIM Advanced的OPC UA通信方式与TIA建立稳定可靠的通信连接,为机电一体化设备虚拟仿真调试的通信方式提供一种思路。     

基于残差块的遥感图像目标识别自编码网络

实现遥感图像目标识别的智能化是一个亟待解决的问题.由此建立了黑龙江地区地表高清遥感图像数据集,以深度学习为基本工具,设计了基于残差块的遥感图像目标识别自编码网络,并使用优化算法对学习过程进行了优化提升.搭建了实验平台,完成了对神经网络的训练和测试实验,验证了该文所提算法的有效性,为实现遥感图像目标识别的智能化提供了有效方案.     

高效快速车牌定位算法研究

车牌定位是车牌识别(LPR)系统中的关键技术之一,通过对车牌区域的各种固有特征的研究和探讨,提出了一种高效快速的车牌字符定位算法,该算法基于二值边缘图像的频率变化特征,在整个车辆图像中搜索到车牌的精确位置,得到牌照图像,为车牌的进一步识别打下良好的基础.现场实验表明,该算法快速准确,对提高整个识别系统的正确率起到了关键的作用.     

iBeacon网络下的区域化双层定位体系

针对许多传统室内大空间定位方法难以同时提高定位实时性和精度的问题,提出一种i Beacon网络下的区域化双层定位体系.该体系由两种优化后的室内定位算法与i Beacon双层定位架构组成.前者通过空间区域化概率匹配算法实现快速区域定位,利用区域内加权质心算法实现高精度区域内定位;后者通过i Beacon识别码对定位节点进行两级划分,利用两级节点的不同组合实现不同的定位层次.该体系通过i Beacon双层定位架构将处于不同定位层次的两种室内定位算法相结合,可同时提升实时性和精度.实验表明,在相近定位精度条件下,所提定位体系的实时性比K最近邻算法、加权K最近邻算法分别提高55.29%和54.18%.定位精度比基于RSSI的四边测距改进加权质心算法提高37.35%.该体系具有高精度和低成本优势,可广泛用于大型建筑室内导航及行人轨迹探测等领域,经济和社会应用价值高.     

异质双9轴MEMS惯性传感器数据互补-加权迭代融合算法

在MEMS惯性传感器导航研究中,传统的MEMS捷联式惯性导航系统仅利用单多轴MEMS惯性传感器对移动目标进行导航定位,其测量值和噪声特性易受环境影响,此外加速度误差、陀螺仪漂移、平台框架角误差、平台安装误差等因素也严重影响传感器性能. 为此,从异质非单多轴MEMS惯性传感器互补融合角度出发,用异质双9轴MEMS惯性传感器采集移动目标原始信息,并提出互补-加权迭代融合算法. 首先对异质双9轴MEMS惯性传感器测得的原始数据进行预处理,基于卡尔曼滤波用最小方差估计法求解观测值. 通过估值方差和革新方程形成权值更新模型,实现异质双9轴MEMS惯性传感器数据的互补融合. 实验表明,相较传统单9轴MEMS惯性传感器导航,该算法可提高导航精度50%以上.     

移动设备实时图像识别算法及系统应用研究

随着人工智能技术的快速发展,模拟人类的视觉感官方式以图像特征为基础进行图像识别,可以用来身份认证、安全监控、模型匹配等多个方面,在多领域均有非常广泛的应用前景.目前,图像识别的目标特征检测算法主要有SIFT算法、SURF算法、ORB算法等,各种算法的应用过程中都暴露出了其局部特征.为此对各种算法进行分析研究,并将其分别应用在移动设备图像识别系统中,使用Android NDK调用JNI方法在Android移动设备上进行系统应用,结果表明,采用ORB算法设计的基于Android移动设备实时图像识别系统具有较好的实时性、鲁棒性和准确性,其具有数据处理量大、计算速度快、图像识别精度高等优点.     

实时图像识别算法在移动设备中的应用研究

移动设备能在多种环境中进行信息采集和图像处理作业,具有广泛的用途.由于受体积和重量的限制,移动设备对图像的实时处理能力不强,设计并优化相应的算法是解决该问题的有效途径.文章提出了一种实时图像识别算法,利用BRISK检测算法、FREAK描述算法、Sobel目标提取算子和BP神经网络分析并提取图像中的目标信息.在智能手机上的测试表明,该算法可以根据颜色和形状特征分割识别交通图像中的4种目标类型.单幅图像处理耗时约为0. 3s,达到了实时识别的要求,能够应用于车辆的智能导航和辅助驾驶.     

工业机器人视觉引导关键技术研究

工业机器人专业性强,被广泛应用于工业领域。得益于机器视觉技术的快速发展,机器人控制引导技术功能也日趋完善。但是,其研究过程复杂,涉及的专业技术内容较多,对研究人员提出了极高的要求。本文主要论述工业机器人视觉引导系统构成及标定,并以此为载体对目标物体进行识别及定位跟踪,以期达到良好的系统应用效果。     

阵列波导器件封装高精密运动平台的轴位移研究

阵列波导器件的封装是利用超精密的运动平台,将波导芯片与阵列光纤进行对准耦合并固定,实现光波导器件的高性能和高可靠性.通过分析6自由度相邻正交运动轴的超精密运动平台的坐标变换,建立运动轴与末端阵列光纤的位姿运动方程.运动方程表明在假设相邻运动轴正交的条件下,末端阵列光纤的姿态只与旋转轴相关,与平移轴无关,且在旋转±10°范围内反解是确定的.