一种新型变刚度关节结构设计

为研制出一种符合人体肘关节参数的变刚度关节结构,使其在实际应用中能更好帮助到人类.以人体肘关节为例提出了一种符合人体关节形态的变刚度关节结构.在关节中采用了弹簧片、行星轮系和曲柄滑块机构.通过两台电机分别驱动太阳轮和外齿圈,将行星轮的转动转化成滑块的移动,从而改变弹簧片的支撑位置并改变关节的刚度.与其他同类设计相比,所提出的关节在结构和布局方面更符合人体关节的结构形态,可应用于其他关节的设计.     

多自由度机器人机械手腕关节柔顺控制方法研究

针对传统机械手腕关节控制方法稳定性低和灵活性差的弊端,提出一种新的多自由度机器人机械手腕关节柔顺控制方法。介绍了多自由度机器人关节系统,按动力学系统组建机械手腕关节的动力学模型,采用拉格朗日方法获取动力学方程。介绍了PD手腕关节位置控制方法,在此基础上通过改进纯积分力控制方法实现多自由度机器人机械手腕关节柔顺控制。分析了机械手腕关节混合位置/力矩控制过程,通过差动机构控制两个驱动器,使其完成机械手腕关节外展/内收和伸展/翘曲两个自由度,提高机械手腕控制灵活性。实验结果表明,所提方法控制精度和稳定性高,能够保证机械手腕关节的灵活性。     

基于DSP的大功率多轴控制系统

针对一般特种机器人的功能特性和作业特点,建立了基于TMS320F2812和高电流PN半桥驱动芯片BTS7960的大功率多轴控制系统,并对控制系统的驱动电路、电流采样电路、位置检测模块、CAN总线通信电路等进行了分模块设计.设计过程中充分利用TMS320F2812的片上资源,提高了机器人控制系统的稳定性和可靠性,减少了控制系统的体积和功耗.在机器人控制系统软件设计方面,利用C语言完成了主程序及相关中断子程序的编写.通过相应的电机控制实验,对DSP(digital signal processor)大功率多轴控制器进行了功能测试.测试结果表明,该系统性能可靠、集成度高,能够很好地满足一般特种机器人的控制要求.     

一种基于标准混合高斯模型的快速人脸检测方法

针对室内移动机器人运动过程提出一种快速而稳定的人脸检测方法.由于室内存在多种物体,背景不断变化,且光照条件可能不断变化,提出采用人脸肤色的标准混合高斯模型与人眼特征相结合的人脸检测法,无需对原始图像进行尺度变换.检测过程首先将经过补光处理及光线增强的人脸库转换到YCbCr空间,求其非线性变换空间YC'bC'r,求出左右脸标准正态密度函数及混合高斯分布;然后根据人眼颜色特征,分别对人脸肤色候选区域进行人眼候选区域提取,利用人眼Gabor模板的不变Hu矩与人眼候选区域的相关性,找出人眼拟合矩形区域,再综合利用人眼与人脸的特征关系以及人脸候选区域的投影关系检测出人脸区域.大量实验表明,新方法速度快,适应性较好,并可扩展检测到侧面人脸.     

基于双层决策模型的足球机器人决策系统

设计并实现了基于行为的足球机器人系统：主要包括基本行为器和进攻、防守模块的设计与实现。采用双层的决策系统,主动完成知识提取并确定机器人协同任务的特性,使整个系统具有智能体的特征。计算机仿真技术给机器人球队提供“学习”能力,在计算机上建立模型、开发比赛策略,反复试验后可将成功的策略移植到实际的机器人球队上进行比赛。     

在未知环境下基于阻抗模型的受限机械手模糊力控制方法

在传统的阻抗控制模型中应用一种新的参考轨迹模糊调节算法.在该算法中应用一个参考比例因子调节参考轨迹.根据反馈的接触力信息,通过模糊推理确定参考比例因子的大小, 从而使生成的参考轨迹适应未知环境刚度的变化.根据接触力的变化对阻抗模型参数进行模糊调节,减少了受限运动中力干扰的影响,提高了全局力控制效果.仿真结果表明,与传统力控制方法比较,该方法提高了力控制精度,增强了对接触环境参数变化的鲁棒性.     

四足机器人气动人工肌肉驱动的仿生柔性机体动力学分析

基于四足生物动态步行时其柔性机体辅助腿机构的运动机理,设计了一种由气动人工肌肉、仿生脊柱、前机体和后机体组成的四足机器人仿生柔性机体.采用几何法分析仿生柔性机体运动学,建立四足机器人转向时仿生柔性机体弯曲角与气动人工肌肉长度变化间的关系,通过控制气动人工肌肉长度以控制机体弯曲.基于浮动坐标法和动量矩定理进行仿生柔性机体刚柔耦合动力学建模,对比分析了不同机体刚度下机体弯曲所需气动人工肌肉驱动力.设计仿生柔性机体弯曲控制实验系统,采用PID控制算法进行机体弯曲实验分析.四足机器人的仿生柔性机体分析,为提高其非结构化环境机动性奠定了基础.     

机器人标准化领域研究进展和趋势

 简要介绍了国际国内机器人标准化组织及其历史,综述了机器人标准化领域的研究现状及中国实质性参与国际标准化的情况,展望了机器人技术国际国内标准化的未来发展趋势。     

基于改进H.264运动估计算法的120视频压缩方案

院前急救在整个医疗救治过程中占有重要位置。针对120车载终端车内视频传输过程中视频编码实时性要求,提出一种基于H.264编码器的可变尺寸块(variable block size,VBS)运动估计算法。改进的VBS运动估计算法用粗搜索和精细搜索两个阶段快速预测了待编码宏块的最佳模式并精细化宏块各个分区的运动矢量,提高了运动估计的精确度,降低了算法复杂度。实验结果表明该算法在保证平均SNR值和压缩性能的同时,与FS和FME参考算法相比,分别降低了80%和55%的编码时间,效果良好。     

机器人多指手的多目标优化抓取规划

针对有摩擦点接触条件下的多指抓取模型,借鉴人手抓取经验,提出了接触安全裕度概念.通过修正摩擦锥约束条件,建立了具有一定接触安全裕度的非线性内力优化模型,用于求解合适的接触力.为获取最优的抓取位形,将物体位姿参数作为变量,确定接触力与多指手关节力矩的关系,基于多指手关节空间内的转角位置度和相对承载能力性能指标,建立了多指抓取的多目标优化模型.最后,以三指手抓取系统为例进行了分析求解,并利用多目标粒子群优化算法进行物体位姿规划,获取了规划模型的非劣解前沿.结果表明,该方法能在保证安全抓取条件下,有效改善多指抓取的综合性能.