基于Internet的主从遥控机器人关键技术研究

构建了一个基于Internet的机器人主从遥控系统实验平台,在这个平台上对主从遥控机器人的数据通信、视频传输、网络时延等关键技术进行了研究,提出了基于Internet的主从遥控机器人服务器端与客户端的控制数据实时通信方法;基于NetMeeting SDK所提供的COM接口,对NetMeeting进行了二次开发,实现了机器人从手工作场景在局域网内的视频图像实时传输;研究了不同状况下的网络延迟时间及丢失包的情况,给出了降低网络时延影响的相关策略.     

基于ICP算法的脊椎手术导航配准技术

针对计算机辅助脊椎手术三维导航技术中术前CT图像与术中实际对象的配准问题,提出一种基于Visualization Toolkit(VTK)的在三维可视化平台环境下通过电磁定位系统进行配准的两步配准策略:首先,在虚拟空间和实际空间中的脊椎骨表面取几个特征点,进行粗配准;然后,在实际空间利用电磁定位探针在脊椎骨表面取点,并从虚拟空间提取对应的脊椎骨表面点;最后通过ICP(最近点迭代)算法进行精细配准.同时对ICP算法进行了模拟验证和精度分析,以脊柱模型骨为对象进行了脊柱手术导航配准精度实验,并进行了误差分析.结果表明这种配准方法简单可靠,在模型骨情况下最后的配准精度可达到临床手术的要求.     

小波分析在表面肌电信号(sEMG)研究中的应用

表面肌电信号是从肌肉表面通过电极记录下来的反映神经肌肉系统活动的一维时间序列非平稳生物电信号.而小波分析作为一种多分辨率时频分析方法是分析非平稳信号的有力数学工具.在简要回顾小波变换与多尺度分析的基础上,系统的总结了小波分析在当前表面肌电信号研究中的几个热点问题上的应用并剖析了其主要技术路线,包括小波分析在肌电信号预处理中的应用、小波分析在基于肌电信号的动作识别和假肢控制方法中的应用、小波分析肌肉疲劳评价中的应用等几方面.最后介绍了小波分析在笔者开发的新型外骨骼式上肢康复机械臂控制中的应用.     

基于虚拟样机技术的双足机器人运动仿真研究

应用三维建模软件SolidWorks建立了HIT-ROBOCEAN双足机器人的简化模型,导入虚拟样机仿真分析软件Adams中生成虚拟样机模型,并通过在科学计算软件Matlab中得到的机器人行走步态的关节运动轨迹对虚拟样机模型进行控制,通过联合仿真获得机器人行走步态的三维仿真动画,并利用该虚拟样机模型对机器人行走步态进行运动学及动力学分析。为双足机器人步态规划的研究提供了一种新的方法。     

机器人辅助微创外科手术系统的研究现状及关键技术分析

机器人辅助微创外科手术技术是近年来医疗机器人领域的研究热点之一, 阐述机器人辅助微创外科手术技术在国内外的研究现状,在分析微创外科手术过程后,提出微创外科手术机器人系统的设计方案,并就机器人系统安全与故障诊断、主从遥控、虚拟现实和图像导航等关键技术进行深入分析。     

具有手臂的移动机器人越障性能分析

移动手臂的运动对机器人越障性能和稳定性有一定影响.建立质心运动学模型,得到了机器人在越障过程中的质心变化规律,建立越障关键姿态动力学模型,分析了移动手臂动态运动对跨越障碍的影响.通过实验,验证了模型和分析结果的正确性.     

面向柔性环境的主从双向控制系统

依据手与环境交互模式的特点,对柔性环境下的主从双向控制进行了研究。通过对任务环境特点的分析,明确系统中各个变量之间的因果关系。结合对操作者的智能和协调能力的考虑,给出包括操作者和环境在内的整个系统的因果关系。提出一种基于扰动观测器和低通滤波器的F-P双通道控制方案,探讨该方案的稳定性和透明性,并进行仿真分析和实验。结果表明:速度跟随相对误差为1.15%,力反馈相对误差为5.00%。该方案能够实现较好的速度和力跟踪效果。