基于预瞄的智能车位姿补偿轨迹跟踪算法

针对单点预瞄、模糊控制等轨迹跟踪算法鲁棒性低以及模型预测控制算法计算量大、参数不易确定的问题,提出基于预瞄的智能车位姿补偿轨迹跟踪算法。通过建立目标车辆的运动学模型,在轨迹跟踪建模时进行位姿补偿,降低执行机构延时;使用预瞄算法,构建智能车转向模型,求解最优方向盘转角。实车测试结果表明,所提轨迹跟踪算法通过对位姿进行实时补偿,可以进一步减小横向误差,具有实时性高,鲁棒性好的特点,能够满足智能网联汽车实际运行需要。

基于视觉测量与神经网络的工业机器人位姿补偿

为提高六轴工业机器人的绝对定位精度,本文提出了一种利用视觉测量数据通过ELM(Extreme Learning Machine)神经网络实现机器人位姿补偿的新方法.利用固定在机器人末端的手眼相机获取机器人的末端位姿,并借助ELM实现机器人末端执行器从目标位姿到预测指令位姿之间映射,用修正转角代替原转角使机器人末端执行器运行至修正位姿,实现补偿.特别的是,对于使用的ELM,以网络预测均方误差为指标定量选取了网络的最佳参数.相比之前的方法,本文提出的算法具有能够同时高精度补偿姿态角及位置误差的显著优点.为验证该位姿误差补偿方法的有效性,本文进行了实验验证.结果表明,相比较于未补偿前的机器人末端位姿误差,经该方法补偿后的位姿误差被稳定控制在较低水平,平均位置误差降低89.1%;平均姿态角误差降低96.8%.除此以外,位置误差与姿态角误差的标准差也分别降低了85.66%和93.24%.

某加注连接器位姿补偿机构设计及优化

针对自动对接和随动过程中连接器对接装置与箭体之间产生的位姿偏差问题,设计了一种连接器位姿补偿机构,并对机构的弹簧参数进行优化设计。验证了该机构满足对接要求的相关技术指标,在此基础上,建立需要优化的设计参数、优化所需目标函数;利用ADAMS/View软件提供的优化计算方法,分析了各设计参数对目标函数的影响,确定一组合理的弹簧设计参数。研究结果表明:该机构能很好地满足自动对接要求,实现对接装置与箭体之间的位姿补偿。

一种挠性机器人逆动力学控制的迭代算法——动态位姿误差补偿方法

本文分析了挠性机器人逆动力学问题的数学模型,成功地提出了一种逆动力学控制的迭代算法——动态位姿误差补偿方法,可离线或实时计算执行目标位姿所需的驱动力矩和关节变量.本方法具有计算量小、精度高的特点,同时提出了具有动态前馈-伺服补偿和振动抑制结合的阶层控制方案.

风洞层流风场中的WDPSS-8机器人系统的末端位姿偏移及补偿

基于ANSYS/CFX软件,比较研究WDPSS-8系统在几组不同风速的层流风场中,其所表现出的流固耦合效应的动静力特性及飞行器位姿的偏移值,并提出基于迭代法的飞行器模型位姿补偿方法.研究结果表明:只有在较高风速下,模型位姿才会发生偏移且超出定位精度,从而需要进行补偿,可采用迭代法调整绳拉力值实现位姿的补偿.

移动机器人的位姿误差分析及补偿

从静态和动态两个方面分析移动机器人平台位姿误差的主要来源,采用矩阵微分法建立平台位姿误差的模型,并根据建模分析和平台实时位姿检测结果对机器人平台进行位姿补偿。

基于位姿误差补偿的全电脑凿岩台车钎杆定位算法

针对全电脑凿岩台车钻炮孔时钎杆的定位精度要求,从钎杆末端位姿误差补偿角度出发,以DH运动学模型为基础,计算臂架的动态误差和静态误差,建立钎杆定位误差补偿运动学模型;采用多种群遗传算法(MPGA),根据无误差正向运动学逆解所得关节变量(角度和距离)优化各关节值的搜索范围,结合移民算子和人工选择算子进行并行计算,建立基于钎杆运动学误差补偿模型和MPGA求逆解确定关节变量的钎杆定位算法。研究结果表明:基于误差补偿模型进行钎杆定位时,实测钎杆定位误差小于0.1 m,满足工程实际定位要求。

工业机器人位姿误差空间IDSW插值补偿方法研究

探讨了工业机器人误差模型及位姿误差补偿的现有方法;对基于空间插值的补偿方法进行研究,提出机器人位置和机器人位姿误差两者之间的高度相关性是插值补偿法有效的先决条件;对利用微分法建立的机器人位姿误差模型进行研究,得到在机器人末端姿态不变时任意两点的位置误差的差值和姿态误差的差值分别与该两点位置差值呈高度线性关系;提出一种基于均匀数据场的空间IDSW(反距离平方加权)插值算法的机器人位姿误差补偿方法,并设计对比实验,仿真验证了本文所提出方法的有效性。

移动机器人的位姿误差分析

从静态和动态两个方面分析了移动机器人平台位姿误差的主要来源,采用矩阵微分法建立了平台位姿误差的模型,并根据建模分析和平台实时位姿检测结果对机器人平台进行位姿补偿。

基于视觉定位的机器人智能拆垛系统

针对传统示教再现机器人仅能进行位置确定、轨迹固定的拆垛任务,局限于固定场景的问题,设计了一个基于视觉定位的机器人智能拆垛系统.该系统利用目标像素中心坐标转换求得对应世界坐标.针对眼在手外的安装相机方式,导致目标经图像处理算法求得的旋转角度可能由于相机自身的偏转而产生误差的问题,提出利用相机外参系数补偿目标旋转角度.最后设计拆垛策略,通信引导机器人以由近及远的抓取顺序执行拆垛任务,并无需人工干预自动完成整垛拆卸.经过实验数据表明,该系统可在未知工作场景中对未知位置目标进行抓取,位置误差可达1.1 mm,角度误差可达1.2°,堆垛一层定位时间为1.2 s左右,满足工业场景中对拆垛机器人的精度与效率需求.

位置不确定下移动机器人自主抓取方法

往返取物递送移动机器人在入位定点抓取物体时,自身重复定位的不确定性将影响抓取准确性。为此提出一种克服位置不确定性的移动机器人物体抓取新方法。通过机器人体外定点位置深度视觉传感器与机器人手臂系统的关系标定,基于机器人本体激光传感器数据采用迭代最近点算法补偿机器人位置偏差,基于顶抓策略简化描述抓取位姿。通过待抓物识别与定位、确定抓取姿态以及机械臂运动规划等过程,实现了对平整支撑面上形状规则物体的自主抓取。在移动机器人往返取物作业场景下,实验验证了该方法可以显著提升物体抓取的成功率。

曲面工件超声检测机器人误差补偿分析

针对曲面工件超声波检测过程中,超声检测机器人末端探头位姿误差对检测精度影响的问题。根据超声检测机器人自身特点,提出基于多关节摄动误差补偿原理逆向求解标定误差模型参数的方法,利用误差模型参数实现对检测中所有扫描点位姿误差的实时补偿,提高检测的精度。首先,应用Denavit-Hartenberg方法建立超声检测机器人的运动学模型;其次,分析超声检测机器人的误差原因和来源,并利用矩阵微分原理建立误差模型;最后,结合超声检测机器人测距功能和多关节摄动误差补偿原理得到位姿误差实时补偿方法。通过螺旋桨曲面工件扫描检测实验验证该位姿误差补偿方法的有效性。

机器人辅助飞机装配制孔中位姿精度补偿技术

在飞机自动化装配中,机器人制孔技术由于其高度柔性和相对低成本而倍受关注。然而,机器人本身的动、静态误差及制孔过程大量坐标系标定和坐标转换会引起难以补偿的残留误差,为提高机器人制孔的位置和姿态精度,构建一种基于激光跟踪仪闭环反馈的机器人辅助飞机装配制孔系统。本文首先论述应用激光跟踪仪建立系统中关键坐标系的方法,并分析了机器人制孔过程中残留误差的构成因素。然后通过机器人末端制孔工具在加工位置处的理论位姿与实际位姿匹配运算,为修正机器人制孔过程中由机器人动静态误差、机械加工、坐标转换算法、测量仪器等因素引起的残留误差提供依据,以提高机器人制孔系统的相对定位精度。并通过仿真实验验证上述算法修正残留误差的可行性。最后,对壁板类零件进行实际加工试验。试验表明,针对具体的制孔系统和对象,采用激光跟踪仪闭环反馈补偿后,可将机器人末端工具的相对位置精度、角度精度分别提高至±0.2mm和±1″以内。这种技术有效抑制了制孔过程中由于机械加工、坐标转换算法、测量仪器等复杂组合因素所带来的残留误差,满足飞机装配中法向制孔的精度要求。

关于并联机器人误差补偿方法的研究

由于在制造和装配过程中往往会存在一定误差，对并联机器人的位姿精度造成很大的影响。位姿精度作为并联机器人的重要性能指标，如何有效补偿其位姿误差尤为关键。本文通过介绍蚁群算法和粒子算法两种误差补偿方法，为消除或降低并联机器的位姿误差提供了有效途径。

神经网络在高速高精度机器人测量反馈系统中的应用

讨论了神经网络在高速高精度机器人测量反馈系统中的应用。该系统采用了由激光发生器与精确的位置敏感检测元件组成的测量装置，该装置可测量挠性机械臂的除杆长方向外的五个自由度误差;在详细地论述了高速高精度机器人系统神经网络的学习与训练后，根据系统的不同要求分析了四种离线学习方案，并通过仿真计算加以证实。所介绍的方法为高速高精度机器人的实时控制提供了一种有效的途径。

基于激光雷达的SLAM建图改进算法

在汽车工业高速发展的今天,自动驾驶技术已成为实现智慧交通必不可少的一环,真实无偏、高精度的环境地图是自动驾驶汽车在定位导航、路径规划时必不可少的前提条件。回环检测功能虽说可以在一定程度上减少建图时的累积误差,但也只是实现了回环区域内的局部优化,无法对非回环路径内的轨迹进行改善,进而导致现阶段激光同步定位与地图构建(simultaneous localization and mapping,SLAM)算法在构建室外大场景地图时的整体精度偏低。针对以上情况提出一种基于回环检测的全局地图优化方案,将回环检测后得到的单帧点云校正值补偿到非回环路径内,并通过地面约束方法对地图进行垂直误差校正。实验借助KITTI公开数据集测评,结果表明改进算法的室外场景建图精度优于主流开源算法LeGO-LOAM。

基于二维激光雷达和多超宽带的图优化融合定位研究

特殊环境下单纯激光雷达的定位方式以及单超宽带(UWB)融合激光的定位方式容易出现定位漂移、精度较差、激光雷达建图时不断的叠图问题。基于激光雷达与UWB超宽带传感器定位模型差异,利用两者优劣互补原则,提出多UWB位姿动态误差补偿算法,利用多UWB定位标签获取移动机器人坐标以及姿态。使用滑动窗口滤波算法和多UWB位姿动态误差补偿算法处理UWB定位数据得到先验位姿,通过图优化算法与激光雷达进行融合得到更加精准的地图、更加精确收敛和航向角更稳定的移动机器人位姿。

公路智能检测机械手设计与数学建模

针对机器视觉应用于公路复杂构造物检测时图像采集质量低、适应性差等问题,提出了一种基于机器人技术的空间位姿调整方案,研究了智能检测机械手的结构设计、数学建模等。基于复杂表面检测系统工作原理及关键技术,对机械手的总体结构、基座、工作平台及运动分支等进行了详细设计;面向应用需求建立了包含相机安装参数的智能机械手位姿补偿模型,基于各运动分支连杆参数建立了机械手运动学模型,给出了各主动输入量的数学表达式;通过数值方法,分析了机械手在不同设计时速的隧道内检测时的位姿补偿以及运动分支主动输入量,并阐明了系统工作原理。

基于矿用边缘5G的掘进机器人系统研究

本文基于二维激光雷达、掘进机左、右、后三块基准标识牌以及掘进机油缸磁滞位移传感器,实现了掘进机位姿测量和位姿补偿功能,从而为掘进机全自动截割提供核心算法支持,同时结合井下掘进工艺,输入掘进巷道关键参数,实现掘进作业的煤岩识别、自适应截割和摆速自适应功能。

基于被动柔顺的机器人抛磨力/位混合控制方法

为了实现抛磨系统机器人末端的位置控制和接触力控制,提出一种基于被动柔顺装置的机器人抛磨系统力/位混合控制策略.在机器人末端安装一个柔顺装置实现对工具末端力控制和位置控制的解耦.柔顺装置一端安装于机器人末端,另一端连接抛磨工具.机器人控制器控制机器人末端位姿,间接对工具末端位姿进行控制和补偿,柔顺装置控制器直接控制工具与工件的接触力.经过建模分析,采用非线性PD(比例-微分)控制提高了柔顺装置的动态调节性能.仿真结果证明该方法可以对目标轨迹进行跟踪与补偿,并实现期望力的快速调节.非线性PD控制将柔顺装置受干扰后恢复稳定的调节时间由220 ms提高到60 ms.实验进一步验证了仿真结果,并通过对航空叶片进行打磨与抛光获得了良好的表面质量.结果表明提出的控制方法是切实可行的.