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基于单目视觉的工业机器人智能抓取系统设计 被引量：24
1
作者 张驰 廖华丽 周军 《机电工程》 CAS 北大核心 2018年第3期283-287,共5页
针对工业机器人如何能在多目标工况下快速自主识别和抓取指定目标工件的问题,将单目视觉引导技术应用到工业机器人智能抓取系统设计中。利用图像进行了模式识别,对检测定位进行了研究,建立了视觉图像与工件定位抓取之间的关系,提出了基... 针对工业机器人如何能在多目标工况下快速自主识别和抓取指定目标工件的问题,将单目视觉引导技术应用到工业机器人智能抓取系统设计中。利用图像进行了模式识别,对检测定位进行了研究,建立了视觉图像与工件定位抓取之间的关系,提出了基于轮廓Hu不变矩快速模板匹配算法的单目视觉抓取系统。首先将摄像机获取的图像进行了预处理,然后利用轮廓Hu不变矩模板匹配算法进行了目标工件的识别,利用轮廓矩和二阶惯性矩最小原理对识别出的目标工件进行了位姿求取,最后通过建立SOCKET通信将求取的位姿发送给了机械臂控制系统引导机械臂的抓取。基于VS软件开发平台和ABB机械手,对智能抓取系统进行了搭建并试验。研究结果表明:该基于单目视觉搭建的工业机器人智能抓取系统成本低、定位精度高,可满足工业自动化生产的需求。 展开更多
关键词 单目视觉 工业机器人 图像处理 模板匹配 位姿检测
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煤矿掘进装备视觉位姿检测与控制研究现状与趋势 被引量：23
2
作者 雷孟宇 张旭辉 +4 位作者 杨文娟 沈奇峰 张超 万继成 王恒 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第S02期1135-1148,共14页
针对我国煤矿掘进工作面智能化程度不足的问题,掘进装备位姿检测与控制技术是提高智能化程度和降低煤矿事故率的关键,而视觉测量技术是煤矿中实现信息感知及状态检测的重要手段,基于视觉测量技术进行掘进装备位姿检测与控制已成为研究... 针对我国煤矿掘进工作面智能化程度不足的问题,掘进装备位姿检测与控制技术是提高智能化程度和降低煤矿事故率的关键,而视觉测量技术是煤矿中实现信息感知及状态检测的重要手段,基于视觉测量技术进行掘进装备位姿检测与控制已成为研究热点。首先,基于掘进装备视觉位姿检测与控制技术实现流程,介绍了视觉位姿检测与控制的关键技术,主要包括图像采集、图像预处理、特征提取与位姿解算、位姿测量误差分析与补偿技术、定向导航技术和定形截割控制技术。以悬臂式掘进机为例,研究了掘进装备视觉位姿检测与控制技术的应用现状,主要包括悬臂式掘进机机身位姿检测、截割头位姿检测和智能控制技术等,指出现有视觉位姿检测方法差异及不足,分析了定向导航控制技术和自动定形截割控制技术发展情况及存在问题。指出煤矿掘进工作面高粉尘、低照度、强振动、电磁干扰等恶劣环境,导致掘进装备视觉位姿检测与控制技术主要存在图像采集系统稳定性有待提高、特征提取不稳定、视觉检测模型多样、标靶安装耗时且不能随地形变化调整、检测精度尚待提高和远程测控智能化程度不足等技术难题。针对视觉位姿检测与控制技术难题,提出了应从优化视觉检测方案、提升图像采集硬件、改进特征提取算法、研发复杂地形下的位姿检测技术和数字孪生驱动远程监控技术等突破性思路。 展开更多
关键词 掘进装备 位姿检测 信息感知 机器视觉 视觉伺服
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基于机器视觉的机器人装配位姿在线校正算法 被引量：22
3
作者 董大钊 徐冠华 +2 位作者 高继良 徐月同 傅建中 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第1期145-152,共8页
为了解决柔性夹具夹取异形零件过程中工件与夹具相对位置具有不确定性的难题,提出基于机器视觉的机器人装配位姿在线校正算法.通过图像预处理及零件表面特征提取,建立工件位姿向量.通过系统建模、误差分析及函数拟合,将工件位姿校正量... 为了解决柔性夹具夹取异形零件过程中工件与夹具相对位置具有不确定性的难题,提出基于机器视觉的机器人装配位姿在线校正算法.通过图像预处理及零件表面特征提取,建立工件位姿向量.通过系统建模、误差分析及函数拟合,将工件位姿校正量分解为原始位姿差、旋转引入位姿差及残余位姿差三部分,将三部分位姿差进行线性组合作为零件位姿误差补偿量反馈给机器人,以引导机器人完成装配.为了验证算法的有效性,以涡旋式汽车空调压缩机动盘装配为例,设计机器人手眼装配系统进行实验.实验结果表明,该系统能够保证校正后的零件位姿与目标位姿角度偏差和x及y方向位置偏差分别小于0.6°和0.6 mm,平均装配时间小于20 s,实验过程中装配成功率达到99.67%. 展开更多
关键词 工业机器人 自动装配 视觉引导 位姿检测 误差分析 姿态校正
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融合人体姿态估计和目标检测的学生课堂行为识别 被引量：20
4
作者 王泽杰 沈超敏 +2 位作者 赵春 刘新妹 陈杰 《华东师范大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2022年第2期55-66,共12页
在课堂教学中,人工智能技术可以帮助实现学生行为分析自动化,让教师能够高效且直观地掌握学生学习行为投入的情况,为后续优化教学设计与实施教学干预提供数据支持.构建了学生课堂行为数据集,为后续研究工作提供了数据基础;提出了一种行... 在课堂教学中,人工智能技术可以帮助实现学生行为分析自动化,让教师能够高效且直观地掌握学生学习行为投入的情况,为后续优化教学设计与实施教学干预提供数据支持.构建了学生课堂行为数据集,为后续研究工作提供了数据基础;提出了一种行为检测方法及一套可行的高精度的行为识别模型,利用OpenPose算法提取的人体姿态全局特征,融合YOLO v3算法提取的交互物体局部特征,对学生行为进行了识别分析,提高了识别精度;改进了模型结构,压缩并优化了模型,降低了空间与时间的消耗.选取与学习投入状态紧密相关的4种行为:正坐、侧身、低头和举手进行识别,该检测与识别方法在验证集上的精度达到了95.45%,在课堂上玩手机和书写等常见行为的识别精度较原模型有很大的提高. 展开更多
关键词 学习行为识别 人体姿态估计 目标检测 计算机视觉 深度学习
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飞行目标姿态测量中的图像处理方法 被引量：18
5
作者 王锋 曹剑中 +5 位作者 周仁魁 刘波 梁义涛 邹永星 罗秀娟 车嵘 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第11期1780-1783,共4页
基于一种利用光测图像获取目标空中飞行姿态的方法,对高速电视获取的目标图像进行预处理的问题进行了研究,检验了姿态获取方法的可行性.人工模拟目标的试验结果证明了该图像处理方法的高准确度、有效性和易实现自动化等特点,为姿态获取... 基于一种利用光测图像获取目标空中飞行姿态的方法,对高速电视获取的目标图像进行预处理的问题进行了研究,检验了姿态获取方法的可行性.人工模拟目标的试验结果证明了该图像处理方法的高准确度、有效性和易实现自动化等特点,为姿态获取方法的实际应用提供了依据. 展开更多
关键词 姿态测量 边缘检测 HOUGH变换 准确度
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基于双激光标靶图像识别的掘进机位姿检测方法 被引量：18
6
作者 周玲玲 董海波 杜雨馨 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2017年第4期180-186,共7页
针对煤矿井下巷道掘进机位姿的测量需求,采用双激光标靶的图像识别测量方式,构建了位姿实时检测系统。研究了激光标靶上光学特征点和特征光线的空间分布,提出一种基于双激光标靶的掘进机位姿解算方法。通过对图像数字处理得到精确的特... 针对煤矿井下巷道掘进机位姿的测量需求,采用双激光标靶的图像识别测量方式,构建了位姿实时检测系统。研究了激光标靶上光学特征点和特征光线的空间分布,提出一种基于双激光标靶的掘进机位姿解算方法。通过对图像数字处理得到精确的特征点、特征光线参数,实现对标靶参考点的精确定位,使用空间矩阵变换方法,解算出掘进机位姿参数。在实验室条件下建立机身位姿自动检测实验平台,模拟环境下的测试结果表明,在测量范围小于40m时,位移误差小于2mm,角度误差小于0.5°。该系统测量精度高,结构简单可靠,实时性强,能够很好地满足测量需求,实现对掘进机在煤矿井下掘进过程中的位姿检测。 展开更多
关键词 测量 位姿检测 双激光标靶 图像识别 掘进机
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面向掘进机的超宽带位姿协同检测方法 被引量：16
7
作者 符世琛 成龙 +3 位作者 陈慎金 王鹏江 宗凯 吴淼 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第10期2918-2925,共8页
为符合安全高效生产对掘进机作业的要求,提出了一种面向掘进机的超宽带位姿协同检测方法。依据TDOA(波达时间差)定位原理及P440模块的测距信息建立定位模型,利用协同定位算法得到定位点坐标的最终估计值。对比Chan算法与协同算法的定位... 为符合安全高效生产对掘进机作业的要求,提出了一种面向掘进机的超宽带位姿协同检测方法。依据TDOA(波达时间差)定位原理及P440模块的测距信息建立定位模型,利用协同定位算法得到定位点坐标的最终估计值。对比Chan算法与协同算法的定位点仿真分布,并分析协同算法的三轴定位精度。建立了空间全断面定位误差场,得出协同算法的空间定位精度变化规律。对机身定位点进行布局设计,解算得到掘进机的姿态角。结果表明:在90 m范围内,协同算法的Y轴定位误差基本上可以保持2 mm,而X轴、Z轴定位误差由0. 4至4 cm呈线性增加。随测量距离的增大,在巷道X-Y断面上,定位误差呈线性增加;在巷道X-Z断面上,定位误差的随机性增加。姿态角误差均由0. 2°至1. 5°呈线性增加,满足掘进机位姿检测精度的需求。 展开更多
关键词 掘进机 TDOA CHAN算法 泰勒展开 精度分析 位姿检测
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基于激光位移传感器的角焊缝位姿检测 被引量：15
8
作者 洪波 尹力 +1 位作者 李毅 李湘文 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第24期3013-3016,3023,共5页
针对工字梁、箱梁等焊接结构自动化生产中工件偏移和偏转问题,提出了一种基于激光位移传感器的角焊缝位姿检测方法。建立了角焊缝位姿的弧长模型,分析了角焊缝位姿对弧长的影响规律;基于傅里叶分析,提出了角焊缝位姿解耦算法,实现了对... 针对工字梁、箱梁等焊接结构自动化生产中工件偏移和偏转问题,提出了一种基于激光位移传感器的角焊缝位姿检测方法。建立了角焊缝位姿的弧长模型,分析了角焊缝位姿对弧长的影响规律;基于傅里叶分析,提出了角焊缝位姿解耦算法,实现了对角焊缝横向偏差、纵向偏差、坡口角度和工件偏转角度的检测;通过对存在坡口间隙和定位焊缝的角焊缝进行位姿检测试验。结果表明,所提出方法具有检测误差小、抗干扰能力强等优点,在焊接自动化生产中具有良好的应用前景。 展开更多
关键词 激光位移传感器 角焊缝 位姿检测 坡口间隙 定位焊缝
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基于人脸姿态估计的虚拟眼镜试戴技术 被引量：15
9
作者 卢洋 王世刚 +1 位作者 赵文婷 武伟 《中国光学》 EI CAS CSCD 2015年第4期582-588,共7页
为解决用户线上眼镜的最优选购,提出了一种基于人脸姿态估计的虚拟眼镜试戴技术。首先采用肤色模型与形状模型结合的算法对场景中的人脸区域进行检测,然后根据人眼在人脸中的几何位置关系实现人眼的精确定位;进一步利用人眼对称性先验... 为解决用户线上眼镜的最优选购,提出了一种基于人脸姿态估计的虚拟眼镜试戴技术。首先采用肤色模型与形状模型结合的算法对场景中的人脸区域进行检测,然后根据人眼在人脸中的几何位置关系实现人眼的精确定位;进一步利用人眼对称性先验知识来估计脸在三维空间中的姿态信息,即人脸与正面的偏移角度;最后,依据人眼位置和人脸姿态将眼镜图像融合到眼睛区域,即完成眼镜的虚拟试戴。该方法为3D环境下客户与商品之间虚拟视觉化的实现提供了一种可靠的技术支撑和应用思路。 展开更多
关键词 姿态估计 图像融合 人脸检测 人眼定位
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基于双目视觉的机械零件位姿检测系统研究 被引量：14
10
作者 王才东 董祥升 +3 位作者 陈志宏 陈响元 刘洁 刘超 《机电工程》 CAS 北大核心 2019年第12期1337-1341,共5页
针对机械零件搬运过程中需要精确测量零件位姿的实际问题,基于VS220双目立体视觉测量系统平台,设计了一种机械零件位姿检测系统。采用改进的Canny边缘检测算法,对零件边缘进行了轮廓识别,利用尺度不变特征转换方法进行了零件特征点的提... 针对机械零件搬运过程中需要精确测量零件位姿的实际问题,基于VS220双目立体视觉测量系统平台,设计了一种机械零件位姿检测系统。采用改进的Canny边缘检测算法,对零件边缘进行了轮廓识别,利用尺度不变特征转换方法进行了零件特征点的提取与立体匹配;利用立体视觉三维重建方法,建立了位姿检测系统数学模型,通过求解坐标系之间的转换关系,计算出了零件在传送带上放置的位置和方向等信息;通过VC++语言编写了位姿识别算法程序,实现了零件形状与位姿的识别;搭建了位姿测试系统实验平台,进行了测试实验。实验结果表明:系统能快速有效地对零件进行位姿检测,为实现零件的自动上下料提供了技术支撑。 展开更多
关键词 双目视觉 位姿检测 图像处理 坐标变换
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基于卷积神经网络的目标识别及姿态检测 被引量：14
11
作者 黄心汉 苏豪 +1 位作者 彭刚 熊超 《华中科技大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第10期7-11,共5页
基于深度学习方法,运用Faster R-CNN目标检测架构和ZFNet卷积神经网络,针对微装配系统目标的特点对网络进行训练,在此基础上设计了一个网络对识别目标进行姿态检测.实验结果表明:采用深度学习方法可以有效地对部分遮挡的目标进行识别并... 基于深度学习方法,运用Faster R-CNN目标检测架构和ZFNet卷积神经网络,针对微装配系统目标的特点对网络进行训练,在此基础上设计了一个网络对识别目标进行姿态检测.实验结果表明:采用深度学习方法可以有效地对部分遮挡的目标进行识别并检测其姿态,相比于传统方法,该方法对环境适应性更强且速度更快,具有实际应用价值. 展开更多
关键词 微装配系统 卷积神经网络 显微视觉 目标识别 姿态检测
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非合作目标姿态测量的嵌入式算法 被引量：13
12
作者 吴斌 叶东 +1 位作者 张鑫 赵振庆 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第11期2804-2813,共10页
针对一系列含有圆和直线特征的航天器,提出了基于嵌入式算法来实现非合作目标的姿态测量。该算法在现场可编程门阵列(FPGA)中完成边缘点的检测和边缘图像的细化;在数字信号处理器(DSP)中通过基于弧段的快速椭圆检测方法检测目标上的椭... 针对一系列含有圆和直线特征的航天器,提出了基于嵌入式算法来实现非合作目标的姿态测量。该算法在现场可编程门阵列(FPGA)中完成边缘点的检测和边缘图像的细化;在数字信号处理器(DSP)中通过基于弧段的快速椭圆检测方法检测目标上的椭圆特征;同时用快速高精度的二次Hough直线检测方法检测目标上的直线特征。最后,针对实际在轨任务进行了地面模拟实验,基于椭圆特征和直线特征计算了目标飞行器和一个CCD相机的相对姿态。结果显示:该嵌入式方法所需资源较少,更新率优于3Hz;其测量精度随着测量距离的变大而变差,同一距离3个方向的测量精度不同,近距离(小于4m)、深度方向的测量精度优于100mm,其他方向最高优于60mm,角度精度优于1°,满足嵌入式系统对资源、在轨更新率和精度的要求。 展开更多
关键词 计算机视觉 非合作目标 姿态测量 椭圆检测 二次Hough变换
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基于高分辨率网络的人体姿态估计方法 被引量：13
13
作者 任好盼 王文明 +3 位作者 危德健 高彦彦 康智慧 王全玉 《图学学报》 CSCD 北大核心 2021年第3期432-438,共7页
人体姿态估计在人机交互和行为识别应用中起着至关重要的作用,但人体姿态估计方法在特征图尺度变化中难以预测正确的人体姿态。为了提高姿态估计的准确性,将并行网络多尺度融合方法和生成高质量特征图的方法结合进行人体姿态估计(Refine... 人体姿态估计在人机交互和行为识别应用中起着至关重要的作用,但人体姿态估计方法在特征图尺度变化中难以预测正确的人体姿态。为了提高姿态估计的准确性,将并行网络多尺度融合方法和生成高质量特征图的方法结合进行人体姿态估计(RefinedHRNet)。在人体检测基础之上,采用并行网络多尺度融合方法在阶段内采用空洞卷积模块来扩大感受野,以保持上下文信息;在阶段之间采用反卷积模块和上采样模块生成高质量的特征图;然后并行子网络最高分辨率的特征图(输入图像尺寸的1/4)用于姿态估计;最后采用目标关键点相似度OKS来评价关键点识别的准确性。在COCO2017测试集上进行实验,该方法比HRNet网络模型姿态估计的准确度提高了0.4%。 展开更多
关键词 姿态估计 多尺度融合 高质量特征图 人体检测 关键点相似度
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基于激光雷达的托盘位姿识别算法及验证 被引量：11
14
作者 赵俊宏 吕恩利 +2 位作者 陆华忠 王昱 王飞仁 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第10期2469-2476,共8页
托盘拾取是自动化仓储的重要环节之一,为提高叉车的托盘拾取能力,提出一种基于2-D激光雷达的托盘探测算法,实现托盘位置和姿态的识别。建立了托盘探测模型,确立了算法有效探测范围与激光点数量(分布于托盘支架正面)、托盘支架宽度和激... 托盘拾取是自动化仓储的重要环节之一,为提高叉车的托盘拾取能力,提出一种基于2-D激光雷达的托盘探测算法,实现托盘位置和姿态的识别。建立了托盘探测模型,确立了算法有效探测范围与激光点数量(分布于托盘支架正面)、托盘支架宽度和激光雷达分辨率的函数关系;通过改进的增量式直线提取算法,获取托盘姿态;根据托盘姿态,建立动态模板,以滑动窗口模式进行匹配,获取托盘位置。结果表明,有效探测范围,随激光点数量减小扩大,随托盘宽度增加而扩大,随分辨率增加而扩大;当激光扫描仪分辨率为0.33°,托盘支架宽度为90 mm时,实际探测范围符合托盘探测模型计算,x轴方向定位误差为±60 mm,y轴方向定位误差为±59 mm,托盘角度探测误差为±6°。本算法实现托盘位姿可靠识别,明确探测范围,为提高智能仓储装备拾取作业能力提供理论基础。 展开更多
关键词 2-D激光雷达 托盘 位姿估计 识别算法
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航天器舱段自动对接研究进展及关键技术分析 被引量：11
15
作者 刘渊 费允锋 +1 位作者 宋银灏 涂群章 《兵器装备工程学报》 CAS 北大核心 2018年第6期8-13,共6页
传统的航天器舱段装配采用刚性工装定位、手工制孔连接,通过人眼对对接面进行视觉反馈,劳动强度大,效率低,装配周期较长。针对这一问题,从航天器舱段自动对接的国内外研究现状入手,在阐述自动对接系统原理的基础上,对位姿检测技术、运... 传统的航天器舱段装配采用刚性工装定位、手工制孔连接,通过人眼对对接面进行视觉反馈,劳动强度大,效率低,装配周期较长。针对这一问题,从航天器舱段自动对接的国内外研究现状入手,在阐述自动对接系统原理的基础上,对位姿检测技术、运动执行机构、计算机控制技术等关键技术进行了分析,分析结果表明:高精度位姿检测系统是实现自动对接的基础,非接触式位姿测量更适于航天器舱段的实时定位测量,计算机视觉成本较低,具有较强的适应性;具有多自由度调整功能的运动执行机构正解容易,更适合于在有手自结合或手自联调系统中的应用;计算机控制系统是联接位姿检测系统和运动执行机构的枢纽,根据位姿检测系统的数据对运动执行机构进行姿态及位置调整,实现航天器舱段的高精度对接。 展开更多
关键词 航天器 动对接 位姿检测 运动执行机构
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基于先验特征地图匹配约束的视觉/惯性定位方法 被引量：11
16
作者 李磊磊 王艺翔 +3 位作者 桂训雅 陈家斌 黎祖成 韩勇强 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第1期44-50,共7页
单目视觉/惯性定位系统由于其低成本和高自主性被广泛使用。然而视觉/惯性里程计在长时间的运行后,会产生较大的累积误差,无法提供准确的位姿估计,并且在光线、路况复杂的环境系统存在特征点跟踪失败,无法解算当前位置,稳定性不高的问... 单目视觉/惯性定位系统由于其低成本和高自主性被广泛使用。然而视觉/惯性里程计在长时间的运行后,会产生较大的累积误差,无法提供准确的位姿估计,并且在光线、路况复杂的环境系统存在特征点跟踪失败,无法解算当前位置,稳定性不高的问题。针对以上问题,提出了基于非线性优化的先验特征地图匹配方法,利用单目视觉/惯性SLAM建立的位姿图来约束系统的残差估计,通过计算当前帧与特征地图中历史帧的相似度,如果两者相似度高于某一阈值,则使用地图的位姿进行误差约束,从而消除累积误差,提高系统的稳定性。利用无人机在高空飞行15分钟约6.4公里的数据来验证地图匹配方法。实验结果表明,所提出的地图匹配方法与未使用地图匹配算法相比,在耗时增加不到20%的情况下提升了91%的导航精度(RMSE),能有效减少单目视觉/惯性系统的累积误差,从而提高系统的稳定性。 展开更多
关键词 地图匹配 SLAM 位姿图 闭环检测
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基于学生人体检测的无感知课堂考勤方法 被引量：9
17
作者 方书雅 刘守印 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2020年第9期2519-2524,共6页
针对基于人脸识别的课堂考勤系统漏检和低识别率的问题,采用主、从双摄像机设备,提出一种联合学生人体检测和人脸角度筛选的方法。首先通过Mask R-CNN算法检测主摄像机拍摄图中的学生人体位置;然后控制从摄像机(PTZ相机)依次获取每位学... 针对基于人脸识别的课堂考勤系统漏检和低识别率的问题,采用主、从双摄像机设备,提出一种联合学生人体检测和人脸角度筛选的方法。首先通过Mask R-CNN算法检测主摄像机拍摄图中的学生人体位置;然后控制从摄像机(PTZ相机)依次获取每位学生的高质量放大图像;再通过MTCNN算法和FSA-Net算法从中检测并识别出人脸姿态,筛选出每位学生的正脸图像;最后对筛选出的学生正脸图像使用FaceNet算法提取人脸特征,用于支持向量机(SVM)分类器的训练或识别。实验结果表明,与Tiny-face算法相比,人体检测算法在重叠比(IOU)为0.75时平均精度(AP)值提高了约36%且检测耗时减少了57%;与建立多姿态人脸数据库的方法相比,采用人脸角度筛选的方法使识别率提高了4%;多数情况下整个课堂学生识别的准确率接近100%。所提方法简化了学生注册过程,提高了人脸识别率,为解决人脸漏检问题提供了新的思路。 展开更多
关键词 课堂考勤 目标检测 人脸姿态 人脸识别 人体检测
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基于线激光传感器的盾构管片位姿检测方法 被引量：9
18
作者 高翔 陶建峰 +3 位作者 王明斗 刘成良 杨正 庄欠伟 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第1期41-48,共8页
针对盾构管片初始摆放误差与拼装累积误差问题,提出一种新的管片位姿检测方案。该方案无须在管片上添加额外标记点,利用安装在管片拼装机器人上的3个线激光传感器对管片边缘进行扫描,根据边缘点的相对位置坐标计算管片上特征点的坐标,... 针对盾构管片初始摆放误差与拼装累积误差问题,提出一种新的管片位姿检测方案。该方案无须在管片上添加额外标记点,利用安装在管片拼装机器人上的3个线激光传感器对管片边缘进行扫描,根据边缘点的相对位置坐标计算管片上特征点的坐标,并依此推导出待安装管片的抓取位姿和安装位姿表达式。使用SolidWorks软件建立三维模型以提供算例,比较不同检测点位置对位姿计算精度的影响,验证该方案的可行性。研究结果表明:本文提供方案计算得到的管片位姿误差较小,可以满足盾构管片抓取和安装要求;增大管片边缘扫描点的距离能够提高姿态检测精度。 展开更多
关键词 盾构管片 位姿检测 线激光传感器 拼装机
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悬臂式掘进机位姿检测方法研究现状 被引量：9
19
作者 马源 符世琛 +1 位作者 张子悦 王东杰 《工矿自动化》 北大核心 2020年第8期15-20,共6页
从悬臂式掘进机位姿检测原理出发,介绍了分别基于扇面激光、室内GPS(iGPS)、全站仪、机器视觉、超宽带(UWB)和惯导的掘进机位姿检测方法。基于扇面激光的掘进机位姿检测方法具有计算简单、掘进机机身航向角及X轴(垂直两帮煤壁方向)坐标... 从悬臂式掘进机位姿检测原理出发,介绍了分别基于扇面激光、室内GPS(iGPS)、全站仪、机器视觉、超宽带(UWB)和惯导的掘进机位姿检测方法。基于扇面激光的掘进机位姿检测方法具有计算简单、掘进机机身航向角及X轴(垂直两帮煤壁方向)坐标测量精度高的优点,但无法检测掘进机机身Y轴(掘进方向)、Z轴(垂直地面方向)坐标;基于iGPS的掘进机位姿检测方法能实现全参数位姿测量,检测精度高,但有效测量距离小;基于全站仪的掘进机位姿检测方法能实现全参数位姿测量,但标定、移站复杂;基于机器视觉的掘进机位姿检测方法具有掘进机截割头位置及掘进机机身姿态测量精度高、X轴和Z轴坐标测量精度高的优点,但无法检测掘进机机身Y轴坐标;基于UWB的掘进机位姿检测方法具有自主移站便利、Y轴坐标测量精度高的优点,但Z轴坐标误差较大;基于惯导的掘进机位姿检测方法具有姿态角测量精度较高、测量过程独立非接触的优点,但三轴坐标测量存在累计误差。为满足有效测量距离大于100 m、三轴定位误差小于10 cm、姿态角误差小于1°的实际应用要求,需要进一步研究机器视觉、UWB、惯导相结合的掘进机位姿组合检测方法,以实现掘进机全自主、全参数、非接触位姿检测。 展开更多
关键词 悬臂式掘进机 位姿检测 扇面激光 iGPS 全站仪 机器视觉 超宽带 惯导
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融入注意力机制的多模特征机械臂抓取位姿检测 被引量：5
20
作者 楚红雨 冷齐齐 +2 位作者 张晓强 常志远 邵延华 《控制与决策》 EI CSCD 北大核心 2024年第3期777-785,共9页
针对机械臂抓取检测任务中对未知物体抓取位姿检测精度低、耗时长等问题,提出一种融入注意力机制多模特征抓取位姿检测网络.首先,设计多模态特征融合模块,在融合多模态特征同时对其赋权加强;然后,针对较浅层残差网络提取重点特征能力较... 针对机械臂抓取检测任务中对未知物体抓取位姿检测精度低、耗时长等问题,提出一种融入注意力机制多模特征抓取位姿检测网络.首先,设计多模态特征融合模块,在融合多模态特征同时对其赋权加强;然后,针对较浅层残差网络提取重点特征能力较弱的问题,引入卷积注意力模块,进一步提升网络特征提取能力;最后,通过全连接层对提取特征直接进行回归拟合,得到最优抓取检测位姿.实验结果表明,在Cornell公开抓取数据集上,所提出算法的图像拆分检测精度为98.9%,对象拆分检测精度为98.7%,检测速度为51 FPS,对10类物体的100次真实抓取实验中,成功率为95%. 展开更多
关键词 目标抓取 位姿检测 机械臂 注意力机制 多模态特征 深度学习
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