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6-DOF MOTION AND CENTER OF ROTATION ESTIMATION BASED ON STEREO VISION 被引量:8
1
作者 CAO Wanpeng BI Wei +2 位作者 CHE Rensheng GUO Wenbo YE Dong 《Chinese Journal of Mechanical Engineering》 SCIE EI CAS CSCD 2008年第2期87-92,共6页
A new motion model and estimation algorithm is proposed to compute the general rigid motion object's 6-DOF motion parameters and center of rotation based on stereo vision. The object's 6-DOF motion model is designed... A new motion model and estimation algorithm is proposed to compute the general rigid motion object's 6-DOF motion parameters and center of rotation based on stereo vision. The object's 6-DOF motion model is designed from the rigid object's motion character under the two defined reference frames. According to the rigid object's motion model and motion dynamics knowledge, the corresponding motion algorithm to compute the 6-DOF motion parameters is worked out. By the rigid object pure rotation motion model and space sphere geometry knowledge, the center of rotation may be calculated after eliminating the translation motion out of the 6-DOF motion. The motion equations are educed based on the motion model and the closed-form solutions are figured out. To heighten the motion estimation algorithm's robust, RANSAC algorithm is applied to delete the outliers. Simulation and real experiments are conducted and the experiment results are analyzed. The results prove the motion model's correction and algorithm's validity. 展开更多
关键词 motion estimation Center of rotation 6-dof motion Stereo vision
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6-DOF motion estimation using optical flow based on dual cameras 被引量:3
2
作者 刘梦瑶 王岩 郭雷 《Journal of Central South University》 SCIE EI CAS CSCD 2017年第2期459-466,共8页
Because of its characteristics of simple algorithm and hardware, optical flow-based motion estimation has become a hot research field, especially in GPS-denied environment. Optical flow could be used to obtain the air... Because of its characteristics of simple algorithm and hardware, optical flow-based motion estimation has become a hot research field, especially in GPS-denied environment. Optical flow could be used to obtain the aircraft motion information, but the six-(degree of freedom)(6-DOF) motion still couldn't be accurately estimated by existing methods. The purpose of this work is to provide a motion estimation method based on optical flow from forward and down looking cameras, which doesn't rely on the assumption of level flight. First, the distribution and decoupling method of optical flow from forward camera are utilized to get attitude. Then, the resulted angular velocities are utilized to obtain the translational optical flow of the down camera, which can eliminate the influence of rotational motion on velocity estimation. Besides, the translational motion estimation equation is simplified by establishing the relation between the depths of feature points and the aircraft altitude. Finally, simulation results show that the method presented is accurate and robust. 展开更多
关键词 optical flow motion estimation dual cameras six degree-of-freedom(6-dof)
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Micro-Scale Motion Precision Simulation Method for a New-Type 6-DOF Micro-Manipulation Robot
3
作者 叶鑫 张之敬 王豫枢 《Journal of Beijing Institute of Technology》 EI CAS 2007年第4期414-418,共5页
A new 6-DOF micro-manipulation robot based on 3-PPTTRS parallel mechanisms in combination with flexure hinges is proposed. The design principle of the mechanism is introduced, and the kinematics analysis method based ... A new 6-DOF micro-manipulation robot based on 3-PPTTRS parallel mechanisms in combination with flexure hinges is proposed. The design principle of the mechanism is introduced, and the kinematics analysis method based on differentiation is used to get the (inverse) kinematics equations. Then a micro-scale motion precision simulation method is proposed according to finite element analysis (FEA), and the prediction of robot’s motion precision in design phase is realized. The simulation result indicates that the 6-DOF micro-manipulation robot can meet the design specification. 展开更多
关键词 MICRO-SCALE 6-dof micro-manipulation robot kinematics characteristic motion precision simulation
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数字式6-DOF运动平台控制系统设计 被引量:2
4
作者 朱石坚 彭利坤 +1 位作者 邢继峰 熊先锋 《机床与液压》 北大核心 2006年第12期155-157,160,共4页
针对电液伺服控制的六自由度(6-DOF)运动平台普遍存在的问题,研制了全新的数字式6-DOF运动平台。该平台采用新型数字液压缸,其控制不需外部A/D、D/A转换,同时减少了大量的液压伺服参数调节装置,对控制者来说完全是一种开环控制。利用系... 针对电液伺服控制的六自由度(6-DOF)运动平台普遍存在的问题,研制了全新的数字式6-DOF运动平台。该平台采用新型数字液压缸,其控制不需外部A/D、D/A转换,同时减少了大量的液压伺服参数调节装置,对控制者来说完全是一种开环控制。利用系统简单的特点,将平台控制系统集成为工作站,并在VC++编程环境中完成控制软件开发,且综合运用了多媒体定时器、普通定时器以及多线程编程技术,实现了平台控制的多任务调度。利用该技术研制出潜艇操纵模拟器,其液压油精度等级仅需18/15(ISO4406),且结构更简洁、调试维护更方便,达到了可靠运行的目的。 展开更多
关键词 六自由度运动平台 数字液压缸 开环控制 工作站 多任务调度
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数字式6-DOF运动平台运动不平稳现象分析 被引量:1
5
作者 肖志权 邢继峰 +1 位作者 彭利坤 朱石坚 《机床与液压》 北大核心 2006年第8期135-137,共3页
数字式6-DOF运动平台在起动、换向及低速运行时存在抖动或振动冲击等运动不平稳现象,本文从低速摩擦力特性、数字伺服步进液压缸的结构特征,以及6组数字液压缸在并联平台运动中不同的工作状态对平台运动的影响等方面进行了定性分析。分... 数字式6-DOF运动平台在起动、换向及低速运行时存在抖动或振动冲击等运动不平稳现象,本文从低速摩擦力特性、数字伺服步进液压缸的结构特征,以及6组数字液压缸在并联平台运动中不同的工作状态对平台运动的影响等方面进行了定性分析。分析表明,以上因素都是使得平台产生运动不平稳现象的重要因素。分析结果有助于在机械结构设计、加工选型,以及补偿策略等方面提出有针对性的解决方案。 展开更多
关键词 6-dof 运动平台 数字液压缸 运动不平稳
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6-DOF运动平台电控系统方案设计及仿真 被引量:1
6
作者 常建军 吕志宽 +1 位作者 李声晋 卢刚 《微特电机》 北大核心 2012年第2期7-10,共4页
在六自由度运动(6-DOF)系统平台的基础上,设计了六自由度运动平台的电控系统并进行了运动学仿真。详细介绍了主控制器和伺服从控制器的软硬件设计。仿真结果表明,控制器具有较高的伺服性能,系统实时性较高,能够达到运动平台的动作要求。
关键词 六自由度运动平台 运动学仿真 CAN总线
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基于6-DOF并联机器人医疗器械道路运输模拟平台的关键技术及实现 被引量:1
7
作者 裴毅东 裴葆青 +1 位作者 李慧 樊瑜波 《中国医疗器械杂志》 CAS 2013年第1期44-48,共5页
针对目前医疗器械道路运输模拟平台短缺的问题,提出了一种使用6-DOF并联机器人进行道路运输模拟的实现方法。通过改进谐波叠加法建立三维道路谱模型,与标准功率谱对比验证仿真模型的准确性。将三维道路谱作为激励源转化为机器人运动数据... 针对目前医疗器械道路运输模拟平台短缺的问题,提出了一种使用6-DOF并联机器人进行道路运输模拟的实现方法。通过改进谐波叠加法建立三维道路谱模型,与标准功率谱对比验证仿真模型的准确性。将三维道路谱作为激励源转化为机器人运动数据,通过绝对位置S形直线插补方法控制并联机器人,使其能够高效准确地模拟车辆在不同车速、各种等级路面上的运动状况。 展开更多
关键词 6-dof并联机器人 道路运输 三维道路谱 运动控制
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6-DOF工业机器人相贯线焊接运动规划 被引量:3
8
作者 曾疆伟 周剑秋 《轻工学报》 CAS 2019年第2期102-108,共7页
针对实际生产中主管与支管间存在一定偏置和倾斜、不适于专用机器人进行相贯线焊缝焊接的问题,通过改善相贯线数学模型,采用D-H参数构建6-DOF机器人与变位机模型,给出一种工件装夹模型和模型间的坐标系转换关系,再用主面二分法求解焊缝... 针对实际生产中主管与支管间存在一定偏置和倾斜、不适于专用机器人进行相贯线焊缝焊接的问题,通过改善相贯线数学模型,采用D-H参数构建6-DOF机器人与变位机模型,给出一种工件装夹模型和模型间的坐标系转换关系,再用主面二分法求解焊缝参数,实现了专用机器人连续焊接作业的运动规划.Matlab仿真结果表明,相贯线轨迹平滑,与实际轮廓基本吻合,证明了该研究方法的正确性. 展开更多
关键词 相贯线焊接 6-dof工业机器人 工件装夹模型 运动规划
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基于负压式苹果采摘机器人末端设计及仿真 被引量:2
9
作者 张静 韩东亚 +1 位作者 宋洋 卞革 《液压气动与密封》 2024年第1期39-46,共8页
为提高苹果采摘效率,实现无损化、高效化采摘。设计出一种基于负压式末端执行器的六自由度采摘机器人,并对基于负压式设计的末端结构进行验证。后基于SD-H参数法对机器人进行正逆运动学求解,运用ADAMS仿真软件对采摘机械臂进行运动学和... 为提高苹果采摘效率,实现无损化、高效化采摘。设计出一种基于负压式末端执行器的六自由度采摘机器人,并对基于负压式设计的末端结构进行验证。后基于SD-H参数法对机器人进行正逆运动学求解,运用ADAMS仿真软件对采摘机械臂进行运动学和动力学仿真分析。对末端吸口中心点和各关节点进行监控获取末端吸口位移、速度、加速度与各关节力矩曲线。分析曲线表明:机械臂运动过程平稳无突变,采摘苹果产生冲击力对机械臂各关节影响较小,机械结构设计合理,可满足采摘工作需求,并对后续路径规划提供基础依据。 展开更多
关键词 苹果采摘机器人 负压式末端执行器 六自由度机械臂 运动分析
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遥操作工程机器人系统临场感技术研究——6自由度临场运动感觉反馈技术的研究进展 被引量:10
10
作者 赵丁选 黄海东 +2 位作者 宫文赋 山田宏尚 武藤高义 《工程设计学报》 CSCD 2002年第3期127-130,共4页
研究开发出一种遥操作工程机器人系统 ,可以应用于诸如火灾现场的修复作业等广阔的领域 .该系统由伺服控制的工程机器人、2根从远处操纵工程机器人的操纵杆、视频系统和 6自由度运动模拟器组成 .操作者坐于座椅上 ,座椅固定于运动模拟... 研究开发出一种遥操作工程机器人系统 ,可以应用于诸如火灾现场的修复作业等广阔的领域 .该系统由伺服控制的工程机器人、2根从远处操纵工程机器人的操纵杆、视频系统和 6自由度运动模拟器组成 .操作者坐于座椅上 ,座椅固定于运动模拟器的上方 .该系统需要解决的一个关键问题是如何使操纵者高质量地获得工作现场的临场运动感觉 .提出了一种 6自由度临场运动感觉反馈方法 ,其信号源来自工程机器人上安装的 6个加速度传感器 .该方法的有效性已为实验所证明 ,即应用 6自由度运动模拟器不但可以高质量地模拟工程机器人单个自由度的运动 :滚动、俯仰、转动以及前后、左右、上下的平移 ,而且可以高质量地模拟工程机器人的各种复合运动 . 展开更多
关键词 运动感觉反馈技术 研究进展 遥操作系统 工程机器人 6自由度运动模拟器 虚拟现实 临场运动感觉
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6自由度平台的Washout滤波器设计及试验研究 被引量:13
11
作者 董彦良 许彩霞 +1 位作者 唐建林 吴盛林 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第3期53-58,共6页
现代运动模拟器通常采用并联6自由度平台作为运动系统。由于平台的运动范围有限,就需要运用Washout滤波器,将实际运动转换成模拟器能够实现的信号。首先,设计经典Washout滤波器,对于高通加速度通道,平移和侧移方向都采用二阶高通滤波,... 现代运动模拟器通常采用并联6自由度平台作为运动系统。由于平台的运动范围有限,就需要运用Washout滤波器,将实际运动转换成模拟器能够实现的信号。首先,设计经典Washout滤波器,对于高通加速度通道,平移和侧移方向都采用二阶高通滤波,升沉方向采用三阶高通滤波;倾斜协调通道纵向和侧向都选择二阶低通滤波器;高通角速度通道的3个方向都采用二阶高通滤波器。仿真证明Washout滤波算法能够提高模拟逼真度。然后,通过分析滤波器的自然响应频率和输出信号之间的关系,总结出Washout滤波器自然响应频率的选择原则。最后,在6自由度平台上针对所设计的滤波器进行试验。试验证明,所设计的Washout滤波器达到了预期的设计要求。 展开更多
关键词 Washout滤波器 6自由度平台 运动模拟
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基于牛顿—拉夫逊迭代法的6自由度机器人逆解算法 被引量:19
12
作者 王宪 杨国梁 +1 位作者 张方生 丁锋 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2010年第10期116-118,131,共4页
为解决一般6自由度旋转关节机器人逆运动学问题,提出了一种用牛顿—拉夫逊迭代法逐次逼近目标位姿的逆解算法。根据正运动学方程建立雅克比矩阵,采用基于豪斯霍尔德的SVD分解求其伪逆来避免雅克比矩阵的奇异性问题,通过建立迭代规则并... 为解决一般6自由度旋转关节机器人逆运动学问题,提出了一种用牛顿—拉夫逊迭代法逐次逼近目标位姿的逆解算法。根据正运动学方程建立雅克比矩阵,采用基于豪斯霍尔德的SVD分解求其伪逆来避免雅克比矩阵的奇异性问题,通过建立迭代规则并逐次迭代找到最优的逆运动学单解,实际应用时无需再建立多解取优策略。本算法具有较好的局部快速收敛性,能够达到较好的精度和速度,并在基于ARM9的嵌入式系统上实现了此算法。相应的测试表明:算法实时性能够满足系统要求,可应用于机器人实时控制系统。 展开更多
关键词 机器人 运动控制 微分运动 6自由度旋转关节
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车辆运动模拟6自由度平台的协同控制研究 被引量:14
13
作者 王宣银 刘荣 +1 位作者 贾光政 程佳 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第4期160-163,共4页
对车辆运动模拟6自由度平台进行研究。对四通阀控制液压缸伺服系统进行了理论分析和试验研究,讨论了有负载时,液压缸正反向运动速度一致和换向瞬间不产生压力跃变这两种情况下,非对称伺服阀各阀口面积梯度的关系。推导出空载时,使阀控... 对车辆运动模拟6自由度平台进行研究。对四通阀控制液压缸伺服系统进行了理论分析和试验研究,讨论了有负载时,液压缸正反向运动速度一致和换向瞬间不产生压力跃变这两种情况下,非对称伺服阀各阀口面积梯度的关系。推导出空载时,使阀控非对称缸系统正反向运动速度一致且换向瞬间不产生压力跃变的非对称伺服阀各阀口的面积梯度的关系式。在此基础上,研究6个液压缸伺服系统协同控制,实现了车辆的运动模拟。实际运行结果表明:该平台运动平稳,各自由度协同控制性能良好,完全满足了车辆各种运动模拟要求。 展开更多
关键词 车辆运动模拟 6自由度平台 协同控制 液压缸 伺服系统 非对称伺服阀
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基于Vortex的6自由度平台洗出运动仿真 被引量:10
14
作者 魏春雨 周晓军 +1 位作者 魏燕定 唐昉 《浙江大学学报(工学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第8期1390-1396,共7页
为了研究并联6自由度平台在车辆驾驶过程中的洗出运动,实现车辆动力学模型和6自由度运动平台模型的联合仿真,提出一种利用Vortex多体动力学软件对6自由度平台进行建模,复现车辆模型运动过程的仿真方法.平台液压油缸初始位姿采用解析法... 为了研究并联6自由度平台在车辆驾驶过程中的洗出运动,实现车辆动力学模型和6自由度运动平台模型的联合仿真,提出一种利用Vortex多体动力学软件对6自由度平台进行建模,复现车辆模型运动过程的仿真方法.平台液压油缸初始位姿采用解析法进行确定,在Matlab/Simulink中实现运动平台的洗出滤波算法和运动学反解算法,利用转弯和直线2种典型运动进行仿真验证.在给定路面上进行虚拟驾驶,Vortex车辆动力学模型解算结果使车辆产生相应的连续运动状态,相关动力学参数经过洗出滤波算法、平台运动学反解运算得到各油缸伸长量,驱动Vortex软件中建立的6自由度运动平台模型.结果表明,利用Vortex软件可以将车辆动力学模型和并联6自由度平台模型进行联合仿真,实现平台洗出运动的可视化. 展开更多
关键词 VORTEX 并联6自由度平台 洗出滤波算法 洗出运动仿真 车辆动力学模型 模拟器
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6自由度绳牵引并联机构的运动轨迹规划 被引量:27
15
作者 郑亚青 刘雄伟 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第2期77-81,共5页
首先,基于6自由度绳牵引并联机构的运动学逆解模型,给出了可用于运动轨迹规划的绳的速度和加速度 的一般结论:绳的速度值始终不大于动平台上相应铰链点的速度值;而正的绳加速度值始终不大于动平台上相应 铰链点沿绳拉力方向的加速度值... 首先,基于6自由度绳牵引并联机构的运动学逆解模型,给出了可用于运动轨迹规划的绳的速度和加速度 的一般结论:绳的速度值始终不大于动平台上相应铰链点的速度值;而正的绳加速度值始终不大于动平台上相应 铰链点沿绳拉力方向的加速度值。接着,提出一种适用于大部分工作空间的绳拉力的计算算法。然后,选择一个 结构紧凑的6自由度完全约束定位机构,以末端执行器能实现空间螺旋∞型的轨迹为目标,进行运动规划,研究 绳的运动特性。仿真结果验证了以上所得到的一般性结论。同时表明,一些绳的拉力的变化不大;而另外一些绳 的拉力的变化很大。这些运动轨迹规划的仿真结果,能为以后该机构的运动控制方案的研究提供依据。提出的运 动轨迹规划方法对一般的6自由度绳牵引并联机构都适用。 展开更多
关键词 绳牵引 并联机构 6自由度 运动轨迹规划
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一种新型6自由度运动平台的控制研究 被引量:9
16
作者 施昕昕 常思勤 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第3期56-63,共8页
针对一种新型6自由度运动平台的控制问题,提出基于改进型自抗扰控制器的高性能轨迹跟踪控制算法。采用基于运动学的控制方法对6自由度运动平台进行控制研究,利用参考加速度前馈量对常规自抗扰控制器进行改进,在Matlab/Simulink中进行仿... 针对一种新型6自由度运动平台的控制问题,提出基于改进型自抗扰控制器的高性能轨迹跟踪控制算法。采用基于运动学的控制方法对6自由度运动平台进行控制研究,利用参考加速度前馈量对常规自抗扰控制器进行改进,在Matlab/Simulink中进行仿真研究,分析经典比例积分微分控制器、常规自抗扰控制器和改进型自抗扰控制器对正弦轨迹的跟踪性能及其对系统参数变化和外部扰动的抑制能力,并构建基于dSPACE的运动控制试验系统。对比仿真和试验结果表明,改进型自抗扰控制器能有效提高轨迹跟踪精度,使新型6自由度运动平台较好地实现给定的目标运动。 展开更多
关键词 改进型自抗扰控制器 6自由度运动平台 轨迹跟踪 运动学
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6自由度6—3—3并联机构支链干涉检验的动画仿真方法研究 被引量:7
17
作者 高洪 赵韩 《机械传动》 CSCD 北大核心 2006年第4期20-22,共3页
分析了6自由度6—3—3并联机构的逆位移解并推导得出了该机构各构件的运动方程,提出了基于逆位移解的该并联机构支链干涉检验的动画仿真方法,该方法既实现了支链干涉检验的可视化,也避免了使用各支链所在异面直线间距离作为是否发生支... 分析了6自由度6—3—3并联机构的逆位移解并推导得出了该机构各构件的运动方程,提出了基于逆位移解的该并联机构支链干涉检验的动画仿真方法,该方法既实现了支链干涉检验的可视化,也避免了使用各支链所在异面直线间距离作为是否发生支链干涉现象的判据所存在的不足。最后给出了该机构的支链干涉检验动画仿真程序的开发思路并通过算例验证了所开发程序的正确性。 展开更多
关键词 6自由度6-3-3并联机构 逆位移解 构件运动方程 支链干涉 动画仿真 MATLAB语言
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液压驱动6自由度运动模拟器动力机构控制策略研究 被引量:6
18
作者 郭洪波 李洪人 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第2期199-204,共6页
目前,非对称缸动力机构作为驱动部件被广泛应用于液压驱动6自由度运动模拟器,其控制器设计备受关 注。首先推导出了阀控非对称缸动力机构的通用非线性数学模型,在此基础上提出了级联负载压力控制策略,使 得动力机构具有力发生器的特性,... 目前,非对称缸动力机构作为驱动部件被广泛应用于液压驱动6自由度运动模拟器,其控制器设计备受关 注。首先推导出了阀控非对称缸动力机构的通用非线性数学模型,在此基础上提出了级联负载压力控制策略,使 得动力机构具有力发生器的特性,从而为进一步实现运动模拟器的分层控制打下了基础。对于每个非对称缸电液 位置伺服系统,考虑到模型不确定性及外干扰的存在,运用滑模变结构控制方法设计外层镇定控制器,实现了对 液压动力机构的镇定及对外界干扰的抑制。同时作为比较,还设计了状态反馈控制器。仿真结果表明提出的控制 策略是有效的、合理的。 展开更多
关键词 6自由度运动模拟器 级联负载压力控制策略 非对称缸电液伺服 滑模控制
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虎克铰在6-UPU运动平台中的应用 被引量:3
19
作者 盖永军 王静泉 《电子测试》 2014年第S1期52-54,共3页
为了提高飞行模拟器六自由度并联运动平台所承受大载荷的能力,提出一种以上、下两端铰链都采用虎克铰连接的6-UPU型运动平台。通过对传统虎克铰的结构进行优化设计,使得其体积小、质量轻、承载力大,上、下两种不同的结构形式更便于在6-... 为了提高飞行模拟器六自由度并联运动平台所承受大载荷的能力,提出一种以上、下两端铰链都采用虎克铰连接的6-UPU型运动平台。通过对传统虎克铰的结构进行优化设计,使得其体积小、质量轻、承载力大,上、下两种不同的结构形式更便于在6-UPU运动平台中安装,理论及实践证明整个系统结构布局合理、紧凑,具有仿真精度高、刚度大、运动平稳等优点。 展开更多
关键词 飞行模拟器 六自由度 虎克铰 6-UPU运动平台
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一种六自由度机器人运动参数标定方法的研究 被引量:5
20
作者 王红雨 李道军 付邦胜 《机床与液压》 北大核心 2023年第5期74-81,共8页
针对六自由度机器人定位精度问题,在机器人运动学误差模型的基础上提出运动学参数标定方法。通过Levenberg-Marquardt算法实现机器人运动学参数偏差的预辨识,将这些辨识的参数偏差的次优值定义为初始个体分量的中心值,并利用差分进化算... 针对六自由度机器人定位精度问题,在机器人运动学误差模型的基础上提出运动学参数标定方法。通过Levenberg-Marquardt算法实现机器人运动学参数偏差的预辨识,将这些辨识的参数偏差的次优值定义为初始个体分量的中心值,并利用差分进化算法完成精确的辨识,进而获得机器人运动学参数的较优值。为验证所提方法的有效性,采用激光跟踪器和数值模拟的方法进行了运动参数标定的实验研究,结果表明:所提出的运动学参数标定方法能显著提高六自由度机器人的定位精度。 展开更多
关键词 六自由度机器人 运动参数标定 定位精度 参数辨识
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