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智能制造装备视觉检测控制方法综述 被引量:137
1
作者 王耀南 陈铁健 +1 位作者 贺振东 吴成中 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第3期273-286,共14页
为满足智能制造装备产业对机器视觉技术的巨大需求,本文结合装备技术特点和特殊应用环境,提出了通用的机器视觉检测控制技术体系,弥补了当前研究的不足.本文首先对该技术体系的成像系统、自动图像获取、图像预处理、标定与分割、识别检... 为满足智能制造装备产业对机器视觉技术的巨大需求,本文结合装备技术特点和特殊应用环境,提出了通用的机器视觉检测控制技术体系,弥补了当前研究的不足.本文首先对该技术体系的成像系统、自动图像获取、图像预处理、标定与分割、识别检测、视觉伺服与优化控制等关键核心技术,进行了总结和阐述.然后提出了视觉检测控制系统设计的一般原理,并结合3种典型装备,对其具体应用进行详细说明.最后根据智能制造装备不断增长的高可靠性、智能化、高速高精度作业等需求,探讨了视觉检测控制技术所面临的新问题和新挑战. 展开更多
关键词 智能制造装备 机器视觉 视觉伺服 工业图像处理
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机器人视觉伺服研究进展 被引量:69
2
作者 王麟琨 徐德 谭民 《机器人》 EI CSCD 北大核心 2004年第3期277-282,共6页
介绍了机器人视觉伺服系统的结构和主要研究内容 ,比较了当前几种主要的视觉伺服方法 ,针对当前机器人视觉伺服所面临的主要问题 。
关键词 机器人视觉伺服系统 传感器 视觉控制器 摄像机
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机器人视觉伺服系统的研究 被引量:48
3
作者 林靖 陈辉堂 +1 位作者 王月娟 蒋平 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第4期476-481,共6页
机器人视觉伺服系统涉及到多学科内容 .针对机器人视觉伺服系统主要的三方面内容 :系统的结构方式、图象处理、控制方法 ,介绍了该邻域的研究现状及所取得的成就 .最后分析了今后的发展趋势 .
关键词 机器人 视觉伺服系统 图象处理 PID控制
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移动机器人导航和定位技术 被引量:32
4
作者 郑向阳 熊蓉 顾大强 《机电工程》 CAS 2003年第5期35-37,共3页
对移动机器人导航和定位技术的历史和现状进行了详细的分析、论述。阐述了机器人导航和定位技术的发展趋势。
关键词 移动机器人 导航 定位 人工智能 卡尔曼滤波器 控制技术
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机器人视觉伺服研究综述 被引量:38
5
作者 方勇纯 《智能系统学报》 2008年第2期109-114,共6页
首先对于3种机器人视觉伺服策略,即基于位置的视觉伺服、基于图像的视觉伺服以及2.5维视觉伺服进行了讨论.然后,对于视觉伺服的研究方向和面临的主要问题,如机器人位姿提取、视觉伺服系统的不确定性研究、图像空间的路径规划、智能视觉... 首先对于3种机器人视觉伺服策略,即基于位置的视觉伺服、基于图像的视觉伺服以及2.5维视觉伺服进行了讨论.然后,对于视觉伺服的研究方向和面临的主要问题,如机器人位姿提取、视觉伺服系统的不确定性研究、图像空间的路径规划、智能视觉伺服等进行了分析和讨论.在此基础上,对于机器人视觉伺服领域的未来研究重点,包括如何使参考点位于视场之内,高速伺服策略以及鲁棒视觉伺服技术进行了分析和展望. 展开更多
关键词 机器人 视觉伺服 轨迹规划 鲁棒性
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机器人无标定视觉伺服控制研究进展 被引量:37
6
作者 陶波 龚泽宇 丁汉 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第4期767-783,共17页
视觉伺服控制是机器人系统重要的控制手段.相比传统的在标定条件下使用的视觉伺服系统,无标定视觉伺服系统具有更高的灵活性与适应性,是机器人伺服控制系统未来重要的发展方向和研究热点.本文从目标函数选择、控制器设计、运动轨迹规划... 视觉伺服控制是机器人系统重要的控制手段.相比传统的在标定条件下使用的视觉伺服系统,无标定视觉伺服系统具有更高的灵活性与适应性,是机器人伺服控制系统未来重要的发展方向和研究热点.本文从目标函数选择、控制器设计、运动轨迹规划三方面综述了无标定视觉伺服控制系统近年来的主要研究进展.首先根据目标函数的形式,分析了基于位置的视觉伺服、基于图像的视觉伺服以及混合视觉伺服各自的特点与应用;在控制器设计方面,根据是否在设计过程中考虑机器人的非线性动力学特性,分别介绍了考虑机器人运动学与考虑机器人动力学的无标定视觉伺服控制器的设计,重点突出了雅克比矩阵的构造与估计方法;针对无标定视觉伺服系统运动轨迹可能存在的问题,从空间轨迹优化与障碍规避的角度,阐述了已有的可行解决方案.最后,基于当前的研究进展展望了无标定视觉伺服的未来研究方向. 展开更多
关键词 机器人 视觉伺服 无标定视觉伺服
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采摘机器人视觉伺服控制系统设计 被引量:36
7
作者 赵庆波 赵德安 +2 位作者 姬伟 张超 申景凤 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第1期152-156,共5页
分析了采摘机器人目标位置与机器人关节角度之间的运动学关系,给出了两者之间的坐标变换公式。根据伺服控制特点,在机器人伺服控制中引入模糊PID控制方法,利用模糊控制策略在线自适应整定PID参数,提高了控制系统的动、静态性能。仿真和... 分析了采摘机器人目标位置与机器人关节角度之间的运动学关系,给出了两者之间的坐标变换公式。根据伺服控制特点,在机器人伺服控制中引入模糊PID控制方法,利用模糊控制策略在线自适应整定PID参数,提高了控制系统的动、静态性能。仿真和实验结果验证了设计的合理性和有效性。 展开更多
关键词 采摘机器人 运动控制 视觉伺服 模糊-PID控制
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单目视觉伺服研究综述 被引量:34
8
作者 徐德 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第10期1729-1746,共18页
视觉伺服是机器人视觉领域的研究热点之一,具有十分广泛的应用前景.本文针对单目视觉系统,从视觉伺服的运动映射关系、误差表征、控制律设计、关键影响因素等多个层面,对视觉伺服的研究现状进行了论述,并分析了不同视觉伺服方法的特点,... 视觉伺服是机器人视觉领域的研究热点之一,具有十分广泛的应用前景.本文针对单目视觉系统,从视觉伺服的运动映射关系、误差表征、控制律设计、关键影响因素等多个层面,对视觉伺服的研究现状进行了论述,并分析了不同视觉伺服方法的特点,给出了视觉伺服在不同领域的典型应用.最后,指出了视觉伺服未来的主要发展方向. 展开更多
关键词 交互矩阵 单应性矩阵 极线几何 特征选择 控制律设计 单目视觉 视觉伺服
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视觉伺服分类及其动态过程 被引量:14
9
作者 薛定宇 项龙江 +1 位作者 司秉玉 徐心和 《东北大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第6期543-547,共5页
对视觉伺服进行了综述性的介绍,系统地介绍了机器人视觉伺服控制的发展历史以及现状·从控制模型给出了视觉伺服控制系统的分类·针对两种最基本的分类方式基于位置的视觉伺服和基于图像的视觉伺服进行了重点介绍·对于视... 对视觉伺服进行了综述性的介绍,系统地介绍了机器人视觉伺服控制的发展历史以及现状·从控制模型给出了视觉伺服控制系统的分类·针对两种最基本的分类方式基于位置的视觉伺服和基于图像的视觉伺服进行了重点介绍·对于视觉系统和图像特征的选取问题进行了讨论,此外还对视觉伺服系统的动态过程进行了分析,指出视觉系统的延时是目前伺服控制的研究所面临的最大问题·对未来视觉伺服研究的方向进行了总结· 展开更多
关键词 视觉伺服 图像特征 图像雅可比矩阵 图像特征空间 机器人
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基于视觉伺服的草莓采摘机器人果实定位方法 被引量:31
10
作者 王粮局 张立博 +1 位作者 段运红 张铁中 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第22期25-31,共7页
为解决基于手眼系统的视觉伺服方法在草莓采摘机器人应用中存在的视觉信息反馈延迟大、频率低以及深度信息无法确定等带来的定位耗时长、精度低的问题,采用摄像机曝光信号触发控制卡进行高速位置锁存,结合位置传感器的反馈信息,来减少... 为解决基于手眼系统的视觉伺服方法在草莓采摘机器人应用中存在的视觉信息反馈延迟大、频率低以及深度信息无法确定等带来的定位耗时长、精度低的问题,采用摄像机曝光信号触发控制卡进行高速位置锁存,结合位置传感器的反馈信息,来减少定位耗时;采用基于运动恢复结构的方法,提高果实采摘参数的精度。在垄坡和摄像机像平面的夹角为±10°范围内的情况下,针对包含1~3粒成熟草莓的果实域,采用直角坐标式机械臂草莓采摘机器人样机进行了定位试验。试验结果表明:定位时间在0.633~0.886 s之间;草莓深度信息的相对误差在-4.34%~0.95%范围内。 展开更多
关键词 机器人 视觉伺服 采摘 定位 草莓
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基于全局视觉的轮式移动机器人轨迹跟踪控制 被引量:9
11
作者 曹洋 项龙江 徐心和 《机器人》 EI CSCD 北大核心 2004年第1期78-82,共5页
将视觉伺服控制思想引入到全局视觉条件下的轮式移动机器人轨迹跟踪控制中 ,提出一种基于消除图像特征误差的控制方法 .讨论并推导了包含电机模型的非完整移动机器人动力学方程 ,设计了鲁棒速度跟踪控制器 .实验结果证明了文中方法的有... 将视觉伺服控制思想引入到全局视觉条件下的轮式移动机器人轨迹跟踪控制中 ,提出一种基于消除图像特征误差的控制方法 .讨论并推导了包含电机模型的非完整移动机器人动力学方程 ,设计了鲁棒速度跟踪控制器 .实验结果证明了文中方法的有效性 . 展开更多
关键词 轮式移动机器人 轨迹跟踪 视觉伺服 非完整动力学系统 鲁棒控制
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基于自适应无迹卡尔曼滤波的采摘机械手视觉伺服控制方法 被引量:21
12
作者 梁喜凤 彭明 +1 位作者 路杰 秦超 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第19期230-237,共8页
为解决未知统计特性下的系统噪声对图像雅克比矩阵估计精度的影响问题,提高视觉伺服定位精度,在卡尔曼滤波(lalman filter,KF)法以及无迹卡尔曼滤波(unscented kalman filter,UKF)法的基础上,引入自适应噪声统计估计器,提出自适应无迹... 为解决未知统计特性下的系统噪声对图像雅克比矩阵估计精度的影响问题,提高视觉伺服定位精度,在卡尔曼滤波(lalman filter,KF)法以及无迹卡尔曼滤波(unscented kalman filter,UKF)法的基础上,引入自适应噪声统计估计器,提出自适应无迹卡尔曼滤波(adaptive unscented kalman Filter,AUKF)法估计图像雅克比矩阵,并构造了视觉伺服控制系统。仿真试验结果表明,基于自适应无迹卡尔曼滤波法估计图像雅克比矩阵的视觉伺服控制系统的图像特征最大误差值为10.2像素,机械手末端与目标点三维坐标最大误差值为4.19 mm,响应时间为1.2 s。搭建了七自由度采摘机械手视觉伺服试验平台进行采摘试验,试验结果表明,基于AUKF法估计图像雅克比矩阵的视觉伺服系统对静态目标的采摘成功率为90%,对动态目标的采摘成功率为83%,相比于KF法与UKF法,采摘静态目标试验成功率分别提高了17与10个百分点,动态采摘试验成功率分别提高了16%与10%。基于AUKF法估计图像雅克比矩阵的视觉伺服系统对静态与动态目标的采摘平均时间分别为18和22 s,相比于KF法与UKF法,静态采摘用时分别减少了10和6 s,动态采摘用时分别减少了12和8 s。AUKF法与KF法以及UKF法估计的图像雅克比矩阵相比,AUKF法估计的图像雅克比矩阵减小了采摘机械手视觉伺服控制系统过程噪声的干扰,使采摘机械手视觉伺服控制系统过程噪声适应视觉伺服系统的变化,采摘机械手视觉伺服控制系统定位精度更高。 展开更多
关键词 机器人 图像处理 视觉伺服 采摘 图像雅克比矩阵 自适应无迹卡尔曼滤波
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视觉伺服机器人对运动目标操作的研究 被引量:5
13
作者 田梦倩 罗翔 黄惟一 《机器人》 EI CSCD 北大核心 2003年第6期548-553,共6页
机器人视觉伺服系统是机器人领域一重要的研究方向 ,它的研究对于开发手眼协调的机器人在工业生产、航空航天等方面的应用有着极其重要的意义 .本文着眼于视觉伺服机器人操作运动目标这一问题 ,分析了建立此类系统的控制结构并指明其特... 机器人视觉伺服系统是机器人领域一重要的研究方向 ,它的研究对于开发手眼协调的机器人在工业生产、航空航天等方面的应用有着极其重要的意义 .本文着眼于视觉伺服机器人操作运动目标这一问题 ,分析了建立此类系统的控制结构并指明其特点 ;同时 ,详细地阐述了三个组成环节 :视觉图像处理、预测及滤波、视觉控制器的研究方法和现状 .最后 。 展开更多
关键词 机器人视觉 视觉伺服 运动目标 视觉控制
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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:19
14
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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基于图像矩与神经网络的机器人四自由度视觉伺服 被引量:15
15
作者 李优新 毛宗源 田联房 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第10期1162-1166,共5页
针对传统的视觉伺服方法中图像几何特征的标记、提取与匹配过程复杂且通用性差等问题,本文提出了一种基于图像矩的机器人四自由度(4DOF)视觉伺服方法.首先建立了眼在手系统中图像矩与机器人位姿之间的非线性增量变换关系,为利用图像矩... 针对传统的视觉伺服方法中图像几何特征的标记、提取与匹配过程复杂且通用性差等问题,本文提出了一种基于图像矩的机器人四自由度(4DOF)视觉伺服方法.首先建立了眼在手系统中图像矩与机器人位姿之间的非线性增量变换关系,为利用图像矩进行机器人视觉伺服控制提供了理论基础,然后在未对摄像机与手眼关系进行标定的情况下,利用反向传播(BP)神经网络的非线性映射特性设计了基于图像矩的机器人视觉伺服控制方案,最后用训练好的神经网络进行了视觉伺服跟踪控制.实验结果表明基于本文算法可实现0.5mm的位置与0.5?的姿态跟踪精度,验证了算法的的有效性与较好的伺服性能. 展开更多
关键词 图像矩 神经网络 机器人 视觉伺服
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基于特征地图的移动机器人全局定位与自主泊位方法 被引量:15
16
作者 陈凤东 洪炳镕 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第6期1256-1261,共6页
提出一种新的移动机器人全局定位与自主泊位方法.该方法分为两阶段:离线阶段,采用SIFT(Scale In-variant Feature Transform)算法并提出一种基于DD-BBF(Double Direction Best Bin First)的特征匹配方法实现视觉特征三维重建;将进化策... 提出一种新的移动机器人全局定位与自主泊位方法.该方法分为两阶段:离线阶段,采用SIFT(Scale In-variant Feature Transform)算法并提出一种基于DD-BBF(Double Direction Best Bin First)的特征匹配方法实现视觉特征三维重建;将进化策略应用于Rao-Blackwellized粒子滤波器,并结合自适应重采样,实现了移动机器人同时定位和特征地图创建.在线阶段,采用基于HMM(Hidden Markov Model)的方法实现全局泊位位置识别;采用RANSAC算法实现全局度量定位;提出极点伺服控制方法,实现机器人精确自主泊位.在室内环境下的实验结果证实了该方法的优良性能. 展开更多
关键词 移动机器人 导航 粒子滤波 视觉伺服 极线几何
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Adaptive Stabilization for Uncertain Nonholonomic Dynamic Mobile Robots Based on Visual Servoing Feedback 被引量:16
17
作者 YANG Fang WANG Chao-Li 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第7期857-864,共8页
nonholonomic 的稳定问题动态活动机器人与一修理(装天花板) 照相机在这份报纸被探讨。首先,一个照相机目标视觉 servoing 运动学的模型被利用针孔照相机模型介绍,一个运动学的稳定控制器为运动学的模型被给。然后,一个适应滑动模式... nonholonomic 的稳定问题动态活动机器人与一修理(装天花板) 照相机在这份报纸被探讨。首先,一个照相机目标视觉 servoing 运动学的模型被利用针孔照相机模型介绍,一个运动学的稳定控制器为运动学的模型被给。然后,一个适应滑动模式控制器被设计面对与照相机系统联系的参量的无常稳定不明确的动态活动机器人。建议控制器不仅对象集体变化那样的结构化的无常而且到象骚乱那样的未组织的柔韧。建议控制系统的稳定性和估计的参数的固定被 Lyapunov 方法严厉地证明。模拟结果被介绍说明控制法律的表演。 展开更多
关键词 自动化系统 自动化技术 ICA 数据处理
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变电站巡检机器人视觉精确定位算法研究 被引量:15
18
作者 刘晶 钟力强 董娜 《工业仪表与自动化装置》 2019年第6期8-13,共6页
该文研究了变电站环境下基于可见光单目视觉的变电站智能巡检机器人云台二次对准问题。该方法采用一幅预先采集的参考图像定义机器人的期望位置和摄像机云台期望方向,利用尺度不变特征变换(SIFT)特征匹配算法实现当前图像与参考图像之... 该文研究了变电站环境下基于可见光单目视觉的变电站智能巡检机器人云台二次对准问题。该方法采用一幅预先采集的参考图像定义机器人的期望位置和摄像机云台期望方向,利用尺度不变特征变换(SIFT)特征匹配算法实现当前图像与参考图像之间的匹配以获取视觉反馈信息,采用RANSAC算法求解当前图像与参考图像间的仿射变换。并通过创建云台控制信号和图像特征空间之间的雅克比矩阵映射关系,结合图像多尺度变换实现云台精确二次对准。在变电站户外环境下的实验结果证实了该方法的有效性。 展开更多
关键词 变电站巡检机器人 精确二次对准 视觉伺服控制 SIFT算法
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基于自适应免疫整定的机器人无标定自抗扰视觉伺服控制 被引量:12
19
作者 辛菁 刘丁 +1 位作者 杨延西 徐庆坤 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第4期546-552,共7页
研究了机器人无标定自抗扰视觉伺服控制问题.针对系统中所用的自抗扰控制器参数选取困难问题,提出了基于自适应免疫算法的自抗扰控制器参数整定方法.证明了系统中所用的非线性离散二阶扩张状态观测器稳定的充要条件,并将该条件应用在参... 研究了机器人无标定自抗扰视觉伺服控制问题.针对系统中所用的自抗扰控制器参数选取困难问题,提出了基于自适应免疫算法的自抗扰控制器参数整定方法.证明了系统中所用的非线性离散二阶扩张状态观测器稳定的充要条件,并将该条件应用在参数整定过程中.6自由度工业机器人的实验结果表明了该方法的可行性和有效性. 展开更多
关键词 无标定 视觉伺服 自抗扰控制器 自适应免疫算法
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基于高速视觉的绳索牵引并联机器人轨迹跟踪控制 被引量:14
20
作者 游虹 尚伟伟 +2 位作者 张彬 张飞 丛爽 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期19-26,共8页
在绳索牵引并联机器人中,实时测量动平台位姿是实现高精度轨迹跟踪控制的关键环节。为此,设计一种基于高性能工业相机的高速视觉测量系统,实现绳索牵引并联机器人的运动学视觉伺服控制。设计一种基于感兴趣区域的位姿跟踪算法,并且加入A... 在绳索牵引并联机器人中,实时测量动平台位姿是实现高精度轨迹跟踪控制的关键环节。为此,设计一种基于高性能工业相机的高速视觉测量系统,实现绳索牵引并联机器人的运动学视觉伺服控制。设计一种基于感兴趣区域的位姿跟踪算法,并且加入Auto-Regressive(AR)模型对位姿进行实时预测,避免了绳索牵引并联机器人复杂的正运动学求解。以此为基础,构建了工作空间的运动学视觉伺服控制方案,在实际6自由度绳索牵引并联机器人上进行了轨迹跟踪控制试验,试验结果表明基于高速视觉测量的工作空间控制方案明显优于基于编码器反馈的关节空间控制。 展开更多
关键词 视觉伺服 轨迹跟踪 绳索牵引 并联机器人
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