全方位四足步行机器人JTUWM－Ⅱ转弯步态控制的研究

本文以四足步行机器人为研究对象研究了转弯步态控制的实现途径．在分析前人研究的基础上，拟定了适合于实际控制的重心沿多折线行走的转弯步态，并详细讨论了转弯步态过程及其可行性．该步态控制已在所研制的ＪＴＵＷＭ－Ⅱ型全方位四足机器人上实现．     

下肢康复训练机器人的重心轨迹控制研究

通过从理论上建立人行走时重心轨迹运动学模型，设计了一种基于下肢康复训练机器人的重心轨迹控制系统，并对此重心轨迹控制系统进行了机构运动学仿真．对机构所能得到的模拟重心轨迹与理论得到的重心轨迹进行了对比分析，为重心控制系统的最优化设计提供理论依据．     

绳索牵引康复机器人控制及仿真研究

康复机器人是典型的人机合作系统．人与机器人在同一物理空间,因此对机器人的柔顺性、安全性提出了严格要求．绳索驱动具有柔顺性好、占空间小、重量轻等特点,不会与人体产生刚性碰撞、冲击,非常适合于康复机器人的驱动控制．由于绳索的柔性使其只能承受拉力,其牵引构成冗余驱动系统,因此绳索位置伺服系统须引入力控制,保证工作时绳索具有一定的张力．针对康复训练机器人的人体骨盆控制问题,设计了基于绳索驱动的伺服控制系统,通过Matlab提供的sisotool进行PI和PD控制器的设计,并对张紧力、位置和二者之间的相互影响进行了仿真分析,证明了绳索驱动适合对骨盆规律的控制,并且可以在其他绳索牵引控制技术上得到应用和推广．     

助行训练机器人骨盆位姿控制机构运动学建模及仿真

助行训练机器人是一种帮助偏瘫、截瘫患耆进行行走训练的康复设备,其作用是通过对人体骨盆中心和腿部的控制实现行走功能,进而达到锻炼肌肉和康复行走功能的目的．该文提出了4自由度骨盆位姿控制机构,基于齐次坐标变换建说了位姿控制机构的运动学模型,利用MATLAB／Simulink完成了运动学仿真,验证了运动学方程的正确性．本研究为助行训练机器人控制系统设计提供了依据．     

伤员运载机器人楼梯环境运动稳定性

针对伤员运载机器人在楼梯环境的运动稳定性问题，分析机器人各关节运动对机器人运动稳定性的影响，建立机器人运动学模型。结合稳定锥方法与伤员运载机器人实际结构，通过MATLAB软件计算分析重心调整机构对机器人稳定性的影响，验证机器人通过重心调整后上楼梯运动的稳定性。仿真和实验表明，伤员运载机器人的重心调整机构能够有效的调整机器人的重心，调整后的机器人能够稳定的在楼梯环境中将伤员运出。     

基于MATLAB虚拟现实工具箱的手臂康复机器人仿真

基于MATLAB虚拟现实工具箱允许MATLAB／Simulink使用虚拟现实的图形技术，使用户直接将仿真结果以虚拟现实的形式显示出来．介绍了虚拟现实的基本概念、V—realm Builder，及建立手臂康复机器人虚拟现实的VRML语言文件，并且在MATLAB和Simulink环境下，对手臂康复机器人进行虚拟现实仿真。仿真结果表明，虚拟模型可以准确地模拟真实康复机器人的特征，为实现对真实机器人的最优控制和设计提供了理论依据。     

下肢康复机器人按需辅助自适应控制方法

针对现有下肢康复机器人步态康复训练控制缺乏患者的主动参与、不能按患者的康复程度提供按需辅助的问题,提出了一种新的下肢康复机器人按需辅助自适应控制方法。该方法通过人机运动轨迹与理想康复目标轨迹的跟踪偏差实时学习受试者的康复程度,从而使康复机器人能根据受试者的康复程度,自适应地提供按需辅助。首先建立了下肢康复机器人的人机系统动力学模型,其次设计了按需辅助自适应控制器,最后进行了按需辅助控制仿真实验,并在单腿实物样机上对健康受试者进行了实验。结果表明:按需辅助自适应控制器在有遗忘因子项的情况下,能够根据轨迹跟踪偏差学习受试者的康复程度,自适应地衰减机器人对受试者的辅助力矩,满足按需辅助的目的。     

基于CPG的双足机器人NAO的行走控制

基于中枢模式发生器(CPG)机理实现双足机器人NAO的行走控制.利用Kimura振荡神经元设计双足机器人的重心轨迹,得益于CPG丰富的动态特性,机器人的重心轨迹可以通过调节CPG参数来灵活调节.进一步利用生成的重心轨迹信息来在线规划机器人的脚掌轨迹,得到具有环境适应性的脚掌轨迹从而达到适应性行走的目的.通过开放动力学引...     

基于BP网络的康复机器人的智能控制技术

建立了5自由度上肢康复机器人的BP神经网络控制模型。在此模型基础上，通过对正常人肌电信号的训练学习，修正了网络权值，得到了较为理想的控制模型。最后，通过病人的肌电信号，得到了良好的输出结果。仿真实例表明，BP神经网络方法比传统方法收敛快，学习精度高，且具有较好的网络泛化能力，可以用于5自由度上肢康复机器人的智能控制。     

人机末端交互运动中轨迹跟随控制算法

为了解决上肢康复机器人的灵活性低、体积笨重和康复效果差等问题，提出了使用协作机器人UR10作为一种新的康复辅助工具的控制算法。通过建立UR10的运动学模型和患者手臂运动学模型，确定患者手臂与UR10协作机器人末端交互运动的灵巧空间，获得机器人与患者合理的相对安放位置。在患者上肢手掌心能够到达的运动空间中，选定两条距离长度最远的空间轨迹，利用Robotics Toolbox对机器人末端沿代表性轨迹进行仿真，验证轨迹跟随控制的准确性。现场测试也验证了轨迹跟随和灵巧空间的有效性。     

近似质心在区间二型模糊聚类中的应用

针对现有质心求解算法仍具有较高计算复杂度,导致区间二型模糊C均值聚类算法(Interval Type-2 Fuzzy C-Means, IT2FCM)运行速度不理想问题,提出了半数迭代法和一次迭代法两种近似质心求解算法。首先,在直接求解转换点问题质心求解算法(A Direct Approach for Determining the Switch Points in the Karnik–Mendel Algorithm, DA)的基础上,借助二分查找思想,构造出基于二分查找的质心求解算法;接着,以该算法为基础,通过限制查找范围,考虑两个转换点之间关系的性质和计算差值的技巧得到半数迭代法;最后,考虑只进行一次查找得到一次迭代法。在UCI上的5个数据集上(IRIS、SEEDS、WINE、WIFI＿LOCALIZATION和HTRU2)验证了两种算法的聚类性能并没有因为求解的是近似质心而降低;进一步在ANURAN CALLS数据集上构造了8组数据量递增数据用于验证基于不同质心求解算法的IT2FCM和基于提出的近似质心求解算法的IT2FCM运行速度,实验结果表明：基于近似质心求解算法的IT2...     

A design of space robot multi-target capture algorithm based on DSP

To correctly capture spatial targets from cluttered and motive celestial background, a new Multi-Target Capture algorithm was proposed, which is a comparative difference algorithm based on the combination of centroid extraction and despun registration of efficient points. Moreover, this algorithm was applied in an image processing system based on the DSP featuring high speed and high performance. The procedures of image processing are as follows: first, label efficient points in the frame and extract their centroids; second, make appropriate despun registration, according to the reference rotation angles provided by Space Robot position system; third, translate and register centroid coordinates of efficient points in reference frames and get the registration points according to the principle that there are the most same centroid coordinates of efficient points when completely registered; finally, eliminate the same background points by using comparative difference method. The result shows that this image processing system can meet the needs of the whole system.     

A design of space robot multi-target capture algorithm based on DSP

To correctly capture spatial targets from cluttered and motive celestial background, a new MultiTarget Capture algorithm was proposed, which is a comparative difference algorithm based on the combination of centroid extraction and despun registration of efficient points. Moreover, this algorithm was applied in an image processing system based on the DSP featuring high speed and high performance. The procedures of image processing are as follows: first, label efficient points in the frame and extract their centroids; second, make appropriate despun registration, according to the reference rotation angles provided by Space Robot position system; third, translate and register centroid coordinates of efficient points in reference frames and get the registration points according to the principle that there are the most same centroid coordinates of efficient points when completely registered; finally, eliminate the same background points by using comparative difference method. The result shows that this image processing system can meet the needs of the whole system.     

基于经验风险的中心文本分类算法

采用经验风险最小化归纳原则和梯度下降方法调整传统中心分类法的类别中心向量, 解决了传统中心分类法因忽略训练集文本权值因素而导致的类别中心向量表达能力较差问题, 得到了与支持向量机分类性能基本一致的一种改进的中心分类法. 实验结果表明, 该方法是提高中心分类法分类性能的一种有效方法.     

A design of space robot multi-target capture algorithm based on DSP

To correctly capture spatial targets from cluttered and motive celestial background,a new Multi-Target Capture algorithm was proposed,which is a comparative difference algorithm based on the combination of centroid extraction and despun registration of efficient points.Moreover,this algorithm was applied in an image processing system based on the DSP featuring high speed and high performance.The procedures of image processing are as follows:first,label efficient points in the frame and extract their centroi...     

基于投影序列质心的不规则形状识别

以交通标记识别为例,针对不规则形状识别提出一种新的方法。选取不规则形状的边缘点做双向投影变换,根据归一化和中心化后的投影序列数据求得加权质量,从而得出投影序列的质心。由于相似质点系的质心距离相近,因此相似投影序列的质心也相近。以棋盘距离和街区距离的线性组合替代欧氏距离来度量投影序列及其质心的相似性,继而得到不规则形状的相似程度。实验结果表明,该算法在保持较高识别精度的同时,运算速率也比较快。     

质心迭代图像跟踪算法

针对均值漂移跟踪算法对图像进行核函数加权处理的不合理性,且在图像跟踪中存在偏差的问题,提出了一种基于最大后验概率指标的质心迭代跟踪算法.首先分析了最大后验概率指标的计算特性,并指出该指标可以计算出每个像素对相似度的贡献值.以此为基础,提出了一种非参数非核的质心迭代图像跟踪算法,即将每个像素的相似度贡献作为密度,候选区域的相似度作为区域质量,通过计算初始候选区域的质心并经反复迭代,从而获得目标位置.理论分析和实验表明,所提算法无需核函数,迭代计算无需指数运算,降低了计算复杂度,同时利用了最大后验概率指标对背景的抑制作用,可大大提高跟踪的准确性.     

基于分层插值和最小二乘拟合的亚像素细分算法

在分析传统的光疯质心亚像素细分算法误差原因的基础上,提出了一种基于“金字塔思想”分层方式的三次线形插值和最小二乘拟合的质心算法。通过多次插值对光斑图像进行逐层细分,采用最小二乘曲面拟合在每一层内进行迭代计算。结果表明,该文分层插值方法提高了图像的分辨率,减小了图像系统误差和随机噪声等因素对算法精度的影响,通过该方法获得了较高精度的图像光斑中心位置。仿真实验测试证明,分层插值拟合方法精度优于质心法和曲面拟合法等传统算法,在实际的飞行器测量实验中具有很好的实用性。     

CCD摄像机标定中角点亚像素定位方法

CCD摄像机的标定是实现光学三维轮廓测量技术的必要步骤,其标定精度在很大程度上取决于标定特征点的定位精度.在分析现有棋盘格角点像素级和亚像素级定位方法不足的基础上,提出了一种基于改进SV方法的棋盘格角点亚像素定位方法.首先,采用SV算子对角点进行像素级检测;其次,选取标定图像中以初定位角点坐标为中心的5×5像素区域,对其灰度值进行双线性插值;最后,计算插值图像的灰度质心,再根据插值放大倍数,将质心转换到亚像素坐标,实现了角点亚像素定位.实验结果表明,该方法可以获得亚像素级角点坐标,实现CCD摄像机的高精度标定,标定平均误差为0.108 mm.     

用于机载雷达杂波谱中心估计的极坐标质心法

在机载雷达动目标检测(M TD)处理中,为了有效抑制杂波,必须先对杂波谱中心进行准确估计。该文提出了一种适用于机载M TD杂波谱中心估计的方法——极坐标质心法。它的核心计算环节基于内积运算,因此较常用的基于相关运算的算法可以显著减少运算量;另外,很好地解决了已有的内积算法难以克服的“频谱分裂”问题。针对实际中经常出现的立方杂波谱和G auss杂波谱,仿真实验比较了这种方法和传统典型算法的估计性能,证明了这种方法具有估计准确,运算复杂度小的优点。