考虑关节动力学优化的机器人复杂轨迹规划

考虑到关节型机器人工作时关节力矩变化对工作质量的影响,针对机器人复杂工作中各关节受力平稳性控制问题,本文提出改进直接配点法优化求解复杂轨迹上机器人关节动力学问题。在对机器人动力学模型进行分析的基础上,使用直接配点法将沿复杂轨迹运动的机器人动力学优化求解问题转化为非线性方程组的多目标优化求解问题,并采用序列二次规划算法求解;针对方程组中高度非凸函数极值求解过程中对初值敏感的问题,采用线性二次调节器为序列二次规划算法提供迭代初值。理论分析和数值仿真结果表明:提出的算法可保证机器人各关节在复杂轨迹上力矩、角度及角速度变化平缓,稳定工作质量,同时也能更合理地控制机器人工作时的能耗水平。

HSI颜色空间下的直线导轨表面缺陷检测方法

为解决直线导轨表面微小缺陷受背景纹理影响、无法准确检测的问题,提出了一种HSI颜色空间下的直线导轨表面缺陷视觉检测方法。将直线导轨表面图像由RGB空间转换到HSI空间,得到色调、饱和度和亮度的分量图;采用主成分分析法对各分量图像进行降维,建立混合灰度模型;利用粒子群算法优化其相应的加权系数;通过阈值分割完成缺陷检测。实验及计算结果表明,相比RGB空间的缺陷提取,该方法能准确检测出常见的直线导轨表面四种类型缺陷。

工件表面缺陷图像检测中的自适应聚类

目的针对工件表面形态复杂、干涉交叠缺陷难以实现自动分离、分类图像检测的情况,提出一种工件表面交叠缺陷自适应图像聚类方法。方法首先提取工件表面缺陷二值图像,采用混合概率主成分分析器估计缺陷位置各像素点局部切空间信息,并改进局部切空间之间的相似性矩阵;然后通过改进局部密度峰值自适应方法,基于相似性矩阵确定聚类中心点和数目;最后通过谱多流形聚类,将各分析器所包含的像素点分配至不同缺陷流形结构中,实现多个交叠缺陷分离、检测。结果首先通过比较计算与实际测量的长度、宽度来验证该方法对相互交叠结构缺陷良好、准确的分离效果,平均相对误差分别为0.957%和0.650%。其次为了体现该方法对于分离工件表面相互交叠缺陷的有效性及优越性,使用k-means聚类、谱聚类与该方法进行对比实验,证明了该方法良好的聚类效果。最后对所设计方法的稳定性进行测试,统计检测结果的平均ME值均在6%以下,正确聚类数目率高达99%~100%。结论该方法能够较为准确地自动识别工件表面图像中存在相互干涉的不同缺陷,并进行分离。

钻削振动信号小波包分频谱减特征增强方法

针对在钻削加工噪声背景下振动信号微弱特征识别和提取困难的问题,提出了一种基于小波包分频谱减的钻削振动信号特征增强方法。首先,在经典谱减法原理的基础上,将钻削前机床空转信号视为监测信号的"加性噪声";其次,根据钻削过程振动信号的特点,采用小波包分解方法将"加性噪声"和监测信号分成多个子频带;最后,对每个子频带内"加性噪声"的相应频带进行谱减处理后,重构钻削振动信号。仿真和实验结果表明,该方法能有效降低环境噪声对钻削过程特征提取的影响,从而达到增强监测信号特征的目的,同时建立了钻削过程与监测信号之间很好的映射关系模型。

基于空间多义性的城市隧道高风塔景观化设计探析

作为地下空间排气设施,城市隧道高风塔形体单调醒目,对周边环境景观会形成较大的冲击。文章以汕头海湾隧道风塔为例,从秩序、界面、场所分析了其所处空间的多义性特征;通过比较不同风塔的建造方式,探讨了风塔形态的介质化景观策略,以引导城市脉络、节律、情景融为一体,从而使风塔成为彰显人文特质、激发城市情感的活力因子。