国家自然科学基金(50975089) 作品数:11 被引量:116 H指数:6 相关作者: 管贻生 朱海飞 周雪峰 张宏 张宪民 更多>> 相关机构: 华南理工大学 阿尔伯塔大学 广东工业大学 更多>> 发文基金: 国家自然科学基金 国家教育部博士点基金 国家高技术研究发展计划 更多>> 相关领域: 自动化与计算机技术 更多>>
具有多种运动方式的小型模块化双手爪机器人MiniBibot 被引量:5 2012年 受尺蠖等动物攀爬动作的启发,开发了一款舵机驱动的具有多种运动方式的小型双手爪机器人MiniBibot.采用模块化方法设计和搭建了机器人系统,以攀爬杆件为控制实例介绍了用户程序开发的步骤和方法.然后根据该机器人的构型,提出了5种可实现的运动方式,并分析了各自的特点和应用.最后通过一系列实验,充分展示和验证了所提出的双手爪机器人系统及其运动方式的有效性和可行性. 朱海飞 管贻生 蔡传武 张宪民 张宏关键词:模块化机器人 仿生机器人 双手爪式仿生攀爬机器人的摇杆控制 被引量:14 2012年 探讨一种新型双手爪式5自由度仿生攀爬机器人(Climbot)的摇杆控制方法.首先,对机器人的运动学和可夹持空间问题进行了分析.然后,针对其双手爪交替夹持攀爬的特点,提出了直观的摇杆操作模式,包括对不同的攀爬步态设计了不同的操作坐标系,并利用建立变换矩阵的方法将交替夹持端前后的机器人描述在同一坐标系中.最后,通过尺蠖、扭转和翻转3种步态的路灯杆攀爬和应用示范实验结果证明了该摇杆控制方法的有效性. 蔡传武 管贻生 周雪峰 江励 朱海飞 吴文强 张宪民 张宏关键词:攀爬机器人 运动学 攀爬机器人末端位姿的视觉检测与控制 被引量:4 2013年 攀爬机器人末端夹持器位姿的自主调整是实现机器人自主攀爬的重要环节;在利用激光或声纳传感器进行位姿倾斜度检测时,会出现"夹持器摇摆现象",检测精确度不高而且耗时;针对这个问题,提出一种用于夹持器位姿倾斜检测的视觉检测器;检测器会在基于各向异性扩散滤波构建的多尺度空间提取图像的边缘信息,然后识别属于杆件的边缘直线,完成位姿倾斜度检测与控制;实验结果显示:检测器能较好地识别杆件边缘直线,精确计算出夹持器相对被夹杆件的倾斜度,时间约为0.8s;该检测器简洁实用,能较好地满足自主攀爬控制系统对精度和速度的需求。 吴俊君 胡国生仿生机器人视觉导航研究分析 被引量:4 2012年 视觉导航技术是保证机器人自主移动的关键技术之一。为了从整体上把握当前国际上最新的视觉导航研究动态,全面评述了仿生机器人视觉导航技术的研究进展,重点分析了视觉SLAM(Simultaneous Local-ization and Mapping)、闭环探测、视觉返家三个关键问题的研究现状及存在的问题。提出了一个新的视觉SLAM算法框架,给出了待解决的关键理论问题,并对视觉导航技术发展的难点及未来趋势进行了总结。 吴俊君 胡国生 朱克武关键词:仿生机器人 视觉导航 同时定位与地图构建 仿人机器人视觉导航中的实时性运动模糊探测器设计 被引量:7 2014年 针对仿人机器人视觉导航系统的鲁棒性受到运动模糊制约的问题,提出一种基于运动模糊特征的实时性异常探测方法.首先定量地分析运动模糊对视觉导航系统的负面影响,然后研究仿人机器人上图像的运动模糊规律,在此基础上对图像的运动模糊特征进行无参考的度量,随后采用无监督的异常探测技术,在探测框架下对时间序列上发生的图像运动模糊特征进行聚类分析,实时地召回数据流中的模糊异常,以增强机器人视觉导航系统对运动模糊的鲁棒性.仿真实验和仿人机器人实验表明:针对国际公开的标准数据集和仿人机器人NAO数据集,方法具有良好的实时性(一次探测时间0.1s)和有效性(召回率98.5%,精确率90.7%).方法的探测框架对地面移动机器人亦具有较好的普适性和集成性,可方便地与视觉导航系统协同工作. 吴俊君 管贻生 张宏 周雪峰 苏满佳关键词:仿人机器人 视觉导航 鲁棒性 基于二分逼近原理的定姿态工作空间快速搜索方法 被引量:6 2013年 为求解串联机器人的定姿态工作空间,提出一种基于二分逼近原理的快速搜索方法.该方法以机器人的逆运动学和碰撞二值测试为基础,通过引入包含姿态信息的虚拟直线并选择线上两点(定姿态工作空间内外各一点),不断进行二分和测试从而逐步逼近定姿态工作空间的边界.首先介绍了定姿态工作空间的概念及研究现状,提炼出其问题模型及求解思路;然后详细介绍了二分逼近搜索法及其在1维、2维和3维定姿态工作空间求解中的应用;最后通过仿真分析和比较验证了算法的有效性,表明二分逼近搜索法在精度为1mm时1维定姿态工作空间求解平均耗时14.5ms,适用于不同自由度和构型的机器人的1维~3维无碰定姿态工作空间求解问题. 朱海飞 管贻生 吴文强 蔡传武 周雪峰 张宏关键词:串联机器人 仿生攀爬机器人的步态分析 被引量:42 2010年 面向农业、林业和建筑等领域的高空作业,提出一种具有攀爬和操作功能的双手爪式模块化仿生机器人,以期代替人们在高空复杂环境中从事危险工作。给出机器人的一种5自由度构型,分析其在空间两杆之间攀爬过渡的能力,然后根据其构型特征提出、分析和比较三种攀爬步态。在ADAMS仿真环境下,对机器人采用这三种步态攀爬各种方位的杆件时主要关节所需的力矩和机器人所消耗的能量进行计算和对比。仿真结果为机器人的攀爬步态规划提供了依据。 江励 管贻生 蔡传武 朱海飞 周雪峰 张宪民关键词:仿生机器人 攀爬机器人 模块化机器人 步态分析 室内环境仿人机器人快速视觉定位算法 被引量:6 2013年 视觉定位是移动机器人视觉导航的关键问题之一。定位的实时性对视觉导航的性能有较大的影响。在确保定位有效性前提下,提出一种快速的视觉定位方法:采用BRISK(Binary Robust Invariant Scalable KeyPoints)特征作为局部不变性特征点,基于集合理论将场景图像简化为物种种群集合,采用种群相似系数索雷申系数测量场景的相似性,避免繁杂的计算过程,力求简洁快速有效地完成视觉定位。仿真和仿人机器人实验结果表明:在非结构化室内环境下,视觉定位有效性达到99%,场景相似性测量的平均时间0.03 s(每秒33幅图像),验证了该方法的有效性、鲁棒性和良好的实时性。 吴俊君 胡国生关键词:视觉定位 视觉导航 一个模块化机器人平台的设计 被引量:16 2011年 为了解决传统机器人针对具体任务设计、柔性不高、容错能力和自修复能力差的问题,并降低机器人在各应用领域的使用成本,设计了一个模块化的机器人平台.文中首先介绍了模块化机器人平台整体设计,接着给出了模块化机器人平台硬件系统和软件系统的设计方法及具体实现细节,最后使用该模块化平台搭建了工业操作臂、轮式移动机器人、双足步行机器人、爬壁机器人以及爬杆机器人,并对这些机器人系统进行了仿真和实验.实验结果证明了该模块化设计方法的可行性和优越性. 周雪峰 江励 朱海飞 蔡传武 管贻生 张宪民关键词:模块化机器人 功能模块 面向任务的可重构模块化机器人构型设计 被引量:17 2014年 为解决可重构模块化机器人在应用时如何找到合适的构型来满足特定任务的问题,提出一种面向任务的可重构模块化机器人构型多目标优化方法.讨论该模块化机器人系统的基本结构,包括主要的模块和控制系统的组成结构;在任务描述的基础上,给出模块化机器人构型设计的优化模型和流程;针对特定的攀爬任务和操作任务,对模块化机器人的构型进行优化设计.仿真验证了该方法的可行性和有效性.该方法具有面向任务和多目标优化等特点,涵盖了自由度、可达性、耗能等多方面的性能优化,适用于模块化机器人的构型设计. 吴文强 管贻生 朱海飞 苏满佳 李怀珠 周雪峰关键词:模块化 可重构机器人 构型设计 遗传算法