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基于视觉的机器人抓取系统应用研究综述 被引量:58
1
作者 夏群峰 彭勇刚 《机电工程》 CAS 2014年第6期697-701,710,共6页
针对生产线上工业机器人的柔性和智能水平不高的问题,将日益发展的计算机视觉技术引入原有的搬运工业机器人领域,利用机器人视觉技术获取工件及其周围环境的信息,识别出了所要操作的目标工件,并能通过做出决策来引导工业机器人完成对工... 针对生产线上工业机器人的柔性和智能水平不高的问题,将日益发展的计算机视觉技术引入原有的搬运工业机器人领域,利用机器人视觉技术获取工件及其周围环境的信息,识别出了所要操作的目标工件,并能通过做出决策来引导工业机器人完成对工件的抓取和放置等操作。针对生产线上的工业机器人抓取系统中摄像机的标定、目标工件的识别匹配、机器人对目标工件的定位抓取这3个主要步骤在现阶段的研究成果进行了综述,对计算机视觉定位中涉及到的相关图像预处理方法进行了分析与归纳,并对该技术的实际应用研究和未来发展进行了讨论。研究结果表明,视觉抓取系统技术成熟,能够满足工业应用中的实时性要求,各部分算法的研究和改进对工业的发展和相关研究具有一定的参考价值。 展开更多
关键词 计算机视觉 机器人抓取 标定 匹配 视觉定位
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自然环境下柑橘采摘机器人识别定位系统研究 被引量:50
2
作者 杨长辉 刘艳平 +3 位作者 王毅 熊龙烨 许洪斌 赵万华 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第12期14-22,72,共10页
为了准确理解柑橘采摘机器人在自然环境下的作业场景,获取采摘目标及周围障碍物的位置信息,构建了基于卷积神经网络和Kinect V2相机的识别定位系统。首先,对采摘场景中的果树提出5类目标物分类准则,包含1类可采摘果实和4类障碍物目标;然... 为了准确理解柑橘采摘机器人在自然环境下的作业场景,获取采摘目标及周围障碍物的位置信息,构建了基于卷积神经网络和Kinect V2相机的识别定位系统。首先,对采摘场景中的果树提出5类目标物分类准则,包含1类可采摘果实和4类障碍物目标;然后,在YOLO V3(You only look once)卷积层模块中添加3层最大池化层,对预测候选框进行K-means聚类分析,增强模型对枝叶类物体特征的提取能力,实现采摘场景的准确理解;最后,采用Kinect V2相机的深度图映射得到采摘目标和障碍物的三维信息,并在自然环境下进行了避障采摘作业。实验结果表明,构建的识别定位系统对障碍物和可采摘果实的识别综合评价指数分别为83.6%和91.9%,定位误差为5.9 mm,单帧图像的处理时间为0.4 s,采摘成功率和避障成功率分别达到80.51%和75.79%。 展开更多
关键词 采摘机器人 目标识别 三维定位 YOLO V3 K-MEANS
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机器人定位精度标定技术的研究 被引量:39
3
作者 李定坤 叶声华 +1 位作者 任永杰 王一 《计量学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第3期224-227,共4页
机器人末端位姿的精度依赖于各连杆几何参数的精度。为了提高机器人的位姿精度,需要对机器人进行标定,为此必须研究机器人运动学模型的建立方法。基于MDH模型和微分运动学,识别出机器人的各个连杆几何参数误差对机器人位姿精度影响程度... 机器人末端位姿的精度依赖于各连杆几何参数的精度。为了提高机器人的位姿精度,需要对机器人进行标定,为此必须研究机器人运动学模型的建立方法。基于MDH模型和微分运动学,识别出机器人的各个连杆几何参数误差对机器人位姿精度影响程度,并结合最小二乘算法,对机器人的定位精度进行修正。实验表明,该方法适合对机器人几何参数误差的标定,并且能够提高机器人的综合性能。 展开更多
关键词 计量学 机器人 定位精度 MDH模型 激光跟踪仪
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番茄采摘机器人系统设计与试验 被引量:33
4
作者 王晓楠 伍萍辉 +1 位作者 冯青春 王国华 《农机化研究》 北大核心 2016年第4期94-98,共5页
为了提高鲜食番茄采收的自动化水平,减轻人工采摘劳动强度,设计了一种番茄智能采摘机器人。该采摘机器人包括视觉定位单元、采摘手爪、控制系统及承载平台,并基于各部件工作原理制定了采摘机器人的工作流程。基于HIS色彩模型进行图像分... 为了提高鲜食番茄采收的自动化水平,减轻人工采摘劳动强度,设计了一种番茄智能采摘机器人。该采摘机器人包括视觉定位单元、采摘手爪、控制系统及承载平台,并基于各部件工作原理制定了采摘机器人的工作流程。基于HIS色彩模型进行图像分割,提高了果实识别的准确度;通过气囊夹持方式确保果实采摘过程中对果实的柔性夹持。试验结果表明:视觉定位、采摘手爪等模块运转良好,采摘单果番茄耗时约24s,成功率可达8 3.9%以上。 展开更多
关键词 番茄 采摘机器人 视觉定位 控制系统
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工业机器人定位精度可靠性研究现状综述 被引量:31
5
作者 吴锦辉 陶友瑞 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第18期2180-2188,共9页
工业机器人定位精度直接影响其辅助制造产品的精度水平和质量一致性。工业机器人定位精度可靠性和定位误差补偿技术已成为学术界和工业界讨论的热点。对工业机器人定位精度可靠性及定位误差补偿的发展现状进行了分析讨论,总结了该领域... 工业机器人定位精度直接影响其辅助制造产品的精度水平和质量一致性。工业机器人定位精度可靠性和定位误差补偿技术已成为学术界和工业界讨论的热点。对工业机器人定位精度可靠性及定位误差补偿的发展现状进行了分析讨论,总结了该领域的主要研究方法及热点问题,最后对该领域的发展方向进行了展望。 展开更多
关键词 工业机器人 定位精度 可靠性 定位误差补偿
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BP神经网络补偿并联机器人定位误差 被引量:29
6
作者 马立 于瀛洁 +2 位作者 程维明 荣伟彬 孙立宁 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第5期878-883,共6页
分析了6-DOF精密并联机器人末端位姿的误差来源及以往误差补偿方法的局限性。通过测量末端位姿,提出了基于BP神经网络在精密定位的局部工作空间内对机器人关节空间进行误差补偿的方法。确定了BP神经网络模型,建立了误差补偿的数据样本,... 分析了6-DOF精密并联机器人末端位姿的误差来源及以往误差补偿方法的局限性。通过测量末端位姿,提出了基于BP神经网络在精密定位的局部工作空间内对机器人关节空间进行误差补偿的方法。确定了BP神经网络模型,建立了误差补偿的数据样本,并对数据样本进行了标准化。用实验对比的方法确定了隐层神经元的个数,同时对网络的推广能力进行了验证。经过误差补偿,6-DOF精密并联机器人的平移定位误差下降了80%,转角定位误差下降了60%。实验结果表明,基于BP神经网络的误差补偿方法对机器人局部工作空间的补偿具有明显的效果,能够满足精密并联机器人工作的精度要求。 展开更多
关键词 并联机器人 BP神经网络 定位误差 误差补偿
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基于动态特征剔除的图像与点云融合的机器人位姿估计方法 被引量:29
7
作者 张磊 徐孝彬 +4 位作者 曹晨飞 何佳 冉莹莹 谭治英 骆敏舟 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第6期126-137,共12页
针对动态物体影响传感器进行机器人位姿估计的问题,本文提出了一种基于动态特征剔除点云与图像融合的位姿估计方法。首先,YOLOv4和PointRCNN分别被用于识别图像和点云中的潜在运动目标并提取候选框。其次,在视觉定位方面,双目视觉与稀... 针对动态物体影响传感器进行机器人位姿估计的问题,本文提出了一种基于动态特征剔除点云与图像融合的位姿估计方法。首先,YOLOv4和PointRCNN分别被用于识别图像和点云中的潜在运动目标并提取候选框。其次,在视觉定位方面,双目视觉与稀疏光流被用于路标点的构建与追踪,并根据候选框剔除动态特征点,随后构建重投影误差函数,通过基于RANSAC剔除的非线性优化方法求解相机位姿;在激光定位方面,提取前后帧的直线与平面特征点,并根据候选框进行筛选,基于特征点到直线或平面的距离构建误差函数,进而求解激光雷达位姿。为使系统不再局限于单一传感器的使用环境限制,通过自适应加权方法,有效融合了两种位姿结果。最后,通过KITTI数据集和动态场景采集的数据进行定量实验对比,验证了剔除动态特征后的位姿估计的精确性以及融合算法的有效性。 展开更多
关键词 机器视觉 机器人定位 自适应融合 激光雷达 图像 深度学习
原文传递
基于VisionPro的工业机器人视觉定位系统 被引量:28
8
作者 陈伟华 马琼雄 陈月军 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2012年第2期81-83,87,共4页
基于美国Cognex公司的VisionPro机器视觉开发软件对工业机器人视觉定位系统进行开发,可以加快应用程序开发周期,从而降低公司周期成本。视觉定位系统基于VisionPro采用C#编程语言进行开发,利用VisionPro中的图像获取、摄像机标定、目标... 基于美国Cognex公司的VisionPro机器视觉开发软件对工业机器人视觉定位系统进行开发,可以加快应用程序开发周期,从而降低公司周期成本。视觉定位系统基于VisionPro采用C#编程语言进行开发,利用VisionPro中的图像获取、摄像机标定、目标物体匹配等工具完成目标定位和输出结果。实验证明该视觉定位系统具有实用意义。 展开更多
关键词 工业机器人 视觉定位 摄像机标定
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定位传感器及其融合技术综述 被引量:9
9
作者 李开生 张慧慧 +1 位作者 费仁元 宗光华 《计算机自动测量与控制》 CSCD 2001年第4期1-3,64,共4页
定位技术是自主式移动系统研究领域中最关键的技术之一 ,可以大致地分为绝对定位技术和相对定位技术。本文探讨了自主移动系统定位技术、定位传感器及其融合方法 。
关键词 定位传感器 融合技术 光电编码器 移动机器人
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近代气动机器人(气动机械手)的发展及应用 被引量:10
10
作者 王雄耀 《液压气动与密封》 1999年第5期13-16,49,共4页
文章通过三个气动机器人实例的介绍,反映了气动技术在机器人领域的应用水平,尤其是Tron-X电子气动机器人成功应用了FESTO研制的SPC-100气动伺服控制技术,使气动伺服技术继电子伺服技术、液压伺服技术之后第三种具有独特个性和特性... 文章通过三个气动机器人实例的介绍,反映了气动技术在机器人领域的应用水平,尤其是Tron-X电子气动机器人成功应用了FESTO研制的SPC-100气动伺服控制技术,使气动伺服技术继电子伺服技术、液压伺服技术之后第三种具有独特个性和特性的一门崭新技术。气缸在任意位置自动定位与模块化的气动机械手相结合,必将对高效自动化生产线带来巨大的利益。 展开更多
关键词 气动机器人 气动伺服 自动定位 模块化 机械手
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工业机器人定位精度标定技术的研究 被引量:26
11
作者 杨丽红 秦绪祥 +1 位作者 蔡锦达 孙福佳 《控制工程》 CSCD 北大核心 2013年第4期785-788,共4页
机器人末端位姿的精度依赖于各关节几何参数的精度。为了提高机器人的位姿精度,本文提出了一种简单实用的机器人标定方法。通过建立运动学模型,运用激光跟踪仪对位姿进行精确测量,同时通过对D-H算法求逆运动学方程进行改进,求得几何结... 机器人末端位姿的精度依赖于各关节几何参数的精度。为了提高机器人的位姿精度,本文提出了一种简单实用的机器人标定方法。通过建立运动学模型,运用激光跟踪仪对位姿进行精确测量,同时通过对D-H算法求逆运动学方程进行改进,求得几何结构参数,进行第一次标定。将第一次标定后的结果对D-H参数进行误差修正,然后应用线性方程最小二乘法对机器人进行二次标定。最后,从机器人标定前后的最大误差,算术平均误差,均方根误差3个评价指标上,验证了该标定方法提高了机器人的绝对定位精度。 展开更多
关键词 工业机器人 标定 运动学分析 定位精度 D—H算法
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多机器人协同导航技术综述 被引量:24
12
作者 张辰 周乐来 李贻斌 《无人系统技术》 2020年第2期1-8,共8页
随着机器人技术的不断发展,多机器人系统凭借其诸多优势成为了当前科技研究的热点领域。对多机器人协同导航这一领域的研究进行了综合评述,并对未来发展趋势进行了展望。针对多机器人系统导航过程中涉及到的三个关键问题:协同定位、路... 随着机器人技术的不断发展,多机器人系统凭借其诸多优势成为了当前科技研究的热点领域。对多机器人协同导航这一领域的研究进行了综合评述,并对未来发展趋势进行了展望。针对多机器人系统导航过程中涉及到的三个关键问题:协同定位、路径规划和任务分配问题,首先分析了多机器人系统的特点和面临的挑战;之后重点总结了多机器人定位的协同算法和技术、多机路径规划及冲突避免方法和并行多任务的分配方法;最后对多机器人协同导航的研究方向给出建议。综述表明,多机器人协同导航技术已经取得丰硕的成果,但在通信、系统结构和协调策略等基础领域仍需开展研究。另外,扩大多机器人协同控制规模,并将人这一要素深度融合到协同控制方法中,需要持续深入研究。 展开更多
关键词 多机器人 协同定位 路径规划 冲突协调 任务分配 协同导航
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移动机器人定位技术 被引量:21
13
作者 陶敏 陈新 孙振平 《火力与指挥控制》 CSCD 北大核心 2010年第7期169-172,共4页
通过对国内外移动机器人定位技术的研究,根据定位方式和传感器的不同,把定位技术分为五大类,即航迹推算、信号灯定位、基于地图的定位、路标定位、基于视觉的定位,并给出了各类定位技术的主体思想及其中的关键技术。详细地介绍了航迹推... 通过对国内外移动机器人定位技术的研究,根据定位方式和传感器的不同,把定位技术分为五大类,即航迹推算、信号灯定位、基于地图的定位、路标定位、基于视觉的定位,并给出了各类定位技术的主体思想及其中的关键技术。详细地介绍了航迹推算定位方法,并对其定位误差的修正进行了讨论,具有较高的参考价值。通过对国内外GPS应用现状研究,较为详细地介绍了GPS应用的一个重要分支。 展开更多
关键词 移动机器人 定位技术 航迹推算 误差分析 GPS
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双目视觉在移动机器人定位中的应用 被引量:21
14
作者 王殿君 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第9期1155-1158,共4页
为采用双目视觉进行室内移动机器人定位,开发了一种室内移动机器人定位系统。介绍了双目视觉在机器人定位中的原理,采用移动机器人和MicronTracker视觉系统构建了定位实验系统,进行了测距实验,并分析了测距精度,最大误差为8.644mm,在此... 为采用双目视觉进行室内移动机器人定位,开发了一种室内移动机器人定位系统。介绍了双目视觉在机器人定位中的原理,采用移动机器人和MicronTracker视觉系统构建了定位实验系统,进行了测距实验,并分析了测距精度,最大误差为8.644mm,在此基础上进行了移动机器人双目视觉定位实验。实验结果表明,双目视觉定位最大偏差为3.635cm,定位精度较高而且系统稳定性好,受环境因素影响小,可满足机器人的定位精度要求。 展开更多
关键词 双目视觉 移动机器人 视觉定位 定位精度
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面向巡检机器人多源融合鲁棒定位与高逼真仿真方法 被引量:19
15
作者 文刚 夏宋鹏程 +5 位作者 周仿荣 张辉 潘浩 曹俊 高振宇 刘亚东 《智慧电力》 北大核心 2022年第4期110-116,共7页
针对电网中测试巡检机器人导航定位算法存在的系统安全问题以及潜在风险,提出面向巡检机器人的多源融合鲁棒定位与高逼真仿真方法。首先,基于虚幻引擎搭建适用于导航定位算法测试的智能电网仿真平台;然后,设计基于一致性检验原理的鲁棒... 针对电网中测试巡检机器人导航定位算法存在的系统安全问题以及潜在风险,提出面向巡检机器人的多源融合鲁棒定位与高逼真仿真方法。首先,基于虚幻引擎搭建适用于导航定位算法测试的智能电网仿真平台;然后,设计基于一致性检验原理的鲁棒多源融合导航算法;最后,通过仿真实验证明智能电网仿真平台和鲁棒多源导航算法的有效性,为后续研究奠定了基础。 展开更多
关键词 高逼真仿真平台 巡检机器人 多传感器融合 传感器仿真 融合定位
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基于改进差分进化算法的机器人运动学参数标定 被引量:20
16
作者 姜一舟 于连栋 +2 位作者 常雅琪 贾华坤 赵会宁 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第7期1580-1588,共9页
机器人的定位精度是评价机器人性能的重要指标。为提高机器人的定位精度,提出了一种改进差分进化算法,完成了机器人运动学参数标定实验。该算法在选择操作中使用了Metropolis接受准则,搜索更多的空间区域,以获得更好的收敛性。同时提出... 机器人的定位精度是评价机器人性能的重要指标。为提高机器人的定位精度,提出了一种改进差分进化算法,完成了机器人运动学参数标定实验。该算法在选择操作中使用了Metropolis接受准则,搜索更多的空间区域,以获得更好的收敛性。同时提出了种群多样性评价函数来监测种群多样性,种群低于阈值时进行二次变异操作,以避免陷入局部优化。为了验证本文提出的方法,利用六自由度机器人和激光跟踪器进行了仿真和实验。经过运动学参数标定,机器人的平均距离精度由2.906 0 mm(校准前)提高到0.095 2 mm。实验结果证明了本文提出的基于改进差分进化算法的机器人运动学参数辨识方法的有效性。 展开更多
关键词 机器人标定 改进的差分进化算法 运动学模型 定位精度
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基于三维机器视觉的工业机器人定位系统设计 被引量:19
17
作者 温秀兰 张腾飞 +1 位作者 芮平 崔俊宇 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2018年第9期49-52,共4页
为解决工业机器人在复杂自动化生产线上目标精确定位问题,文章搭建了由史陶比尔工业机器人、Kinect视觉传感器和上位机组成硬件平台,设计了基于三维视觉的工业机器人抓取定位系统。通过棋盘标定法对工业机器人抓取系统进行标定,采用深... 为解决工业机器人在复杂自动化生产线上目标精确定位问题,文章搭建了由史陶比尔工业机器人、Kinect视觉传感器和上位机组成硬件平台,设计了基于三维视觉的工业机器人抓取定位系统。通过棋盘标定法对工业机器人抓取系统进行标定,采用深度边缘分割方法采集图像并提取工作面,根据累计概率Hough变换法提取工作面上不同形状目标的中心点,编写上位机处理程序实现图像分割、目标中心点定位及机器人运动控制等功能。实验结果表明该系统能够对规则形状目标实现定位功能,定位精度满足工业机器人的工作需求。 展开更多
关键词 工业机器人 视觉定位 深度边缘分割 HOUGH变换
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室内移动机器人机器视觉定位系统的设计 被引量:19
18
作者 栾禄祥 《自动化仪表》 CAS 2017年第2期49-52,共4页
采用以DSP+ARM微控制器为核心的嵌入式实时操作系统,设计了一种基于嵌入式系统和机器视觉定位的室内移动机器人。利用视觉导航图像处理技术、形态学方法和一种基于尺度空间理论的Harris角点检测方法,借助陀螺仪和加速度计的惯性导航技... 采用以DSP+ARM微控制器为核心的嵌入式实时操作系统,设计了一种基于嵌入式系统和机器视觉定位的室内移动机器人。利用视觉导航图像处理技术、形态学方法和一种基于尺度空间理论的Harris角点检测方法,借助陀螺仪和加速度计的惯性导航技术进行地图的匹配定位,并按环境的变化情况更新地图以实现导航。基于超声波传感器设计了避障模块,实现了自主避障。设计了一种基于Zig Bee技术的无线通信模块,实现了机器人的智能控制,增加了机器人之间以及机器人和服务器之间的信息交换。软件核心算法采用多传感器融合技术,将D-S理论和人工神经网路相结合;在非线性化系统中,利用BP神经网路多层前馈网络的反相传播学习方式,很好地实现了模式识别。与其他机器人系统相比,该系统具有独立操作性强、功能多样化、扩展性强等特点,克服了目前机器人存在的成本高、功耗大、实时性差和定位不准确的问题。 展开更多
关键词 机器人 智能控制 嵌入式系统 神经网络 传感器 视觉定位 导航 无线通信
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基于智能终端的移动机器人室内外无缝定位方法 被引量:18
19
作者 赵国旗 杨明 +1 位作者 王冰 王春香 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第1期13-19,共7页
提出了一种移动机器人室、内外无缝定位方法,利用全球定位系统(GPS)、惯性导航单元(IMU)和蓝牙信标(iBeacon)作为传感器,通过智能终端的惯性传感器对准建立移动机器人运动模型,推导出系统状态方程和观测方程;利用iBeacon/IMU和GPS/IMU... 提出了一种移动机器人室、内外无缝定位方法,利用全球定位系统(GPS)、惯性导航单元(IMU)和蓝牙信标(iBeacon)作为传感器,通过智能终端的惯性传感器对准建立移动机器人运动模型,推导出系统状态方程和观测方程;利用iBeacon/IMU和GPS/IMU组合导航系统的观测噪声建立系统的非线性模型,采用粒子滤波作为交互式多模型匹配模滤波器,针对模型切换频繁引入的不匹配模型竞争,采用误差压缩率的加权幂在线调整Markov参数.结果表明,与传统的交互式多模型粒子滤波(IMM-PF)算法、单模型算法和交互式多模型卡尔曼滤波(IMM-KF)算法相比,所提出的方法在观测噪声干扰的情况下可以自动调整系统模型,减小了不匹配模型的影响,提高了定位精度,实现了移动机器人的室内、外无缝定位. 展开更多
关键词 移动机器人 无缝定位 交互式多模型 粒子滤波 蓝牙信标
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机器人自动钻铆系统的现场快速自定位方法 被引量:17
20
作者 韦溟 张丽艳 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第6期66-75,共10页
机器人自动钻铆系统在航空产品零部件制造和装配中得到了越来越广泛的应用。提出了一种利用钻铆机器人末端执行器上携带的单个工业相机进行现场机器人快速自定位的方法。该方法只需要以示教方式驱动钻铆机器人带动末端的工业相机对工件... 机器人自动钻铆系统在航空产品零部件制造和装配中得到了越来越广泛的应用。提出了一种利用钻铆机器人末端执行器上携带的单个工业相机进行现场机器人快速自定位的方法。该方法只需要以示教方式驱动钻铆机器人带动末端的工业相机对工件坐标系下6个以上坐标已知的定位点依次单独成像,即可简便快捷地确定出机器人基坐标系与工件坐标系之间的变换关系,结果表明,坐标系之间的旋转向量的偏差小于0.004,平移向量在x、y、z方向的偏差的绝对值都小于0.5 mm,实现机器人高精度自定位。推导了基于定位点依次单独成像的机器人自定位数学模型,并针对这一新模型提出了一种高效稳健的求解算法。该方法不受定位点分布结构的限制,可以直接利用自动钻铆系统自带的单个工业相机,无需激光跟踪仪等额外的坐标测量系统进行繁琐的三维测量和数据处理,因此机器人与工件的现场找正过程更加便捷高效。针对多个定位点依次单独成像所建立的定位模型和求解方法可以广泛应用于解决各类"手-眼"机器人系统的自定位问题。 展开更多
关键词 机器人 自动钻铆 自定位 找正 手-眼标定
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