面向目标6D姿态追踪的复用预测网络

为提高目标6D姿态追踪网络的收敛能力和追踪精度,提出一种基于少量数据驱动的目标6D姿态追踪复用预测网络。以当前时刻的彩色及深度(red green blue and depth,RGB-D)图像和上一时刻的目标渲染值作为输入,通过2个独立的特征编码器提取特征矩阵,在特征编码器中引入通道注意力机制模块,保证有选择性地调整通道信息的权重;构建复用预测网络模块,将特征矩阵解耦得到旋转矩阵,通过旋转矩阵前向传播与特征矩阵融合,将融合的结果再次解耦得到物体6D姿态的旋转矩阵与平移矩阵,并采用李代数方法通过2个矩阵计算出目标的6D姿态。实验结果表明:在使用少量数据训练网络模型的情况下,与MaskFusion、“TEASER++”和se(3)-Tracknet等方法相比,所提方法能够提高目标6D姿态追踪的准确率。

基于双目视觉的绳驱动飞行机械臂目标识别与抓取

为提高面向飞行机械臂平台的目标姿态估计的精度,为飞行机械臂配备双目视觉系统,对绳驱动机械臂和双目相机进行系统建模,利用Camshift算法对目标进行实时追踪,结合目标的几何特征提出一种轻量化的目标姿态估计算法,可用于飞行平台的实时目标追踪与姿态估计并进行飞行机械臂抓取实验。实验证明:该姿态估计算法对于目标追踪和姿态估计具有较好精度,可以实现抓取作业。

基于绳索驱动的清仓机器人设计与分析

为了解决煤仓堵塞问题,设计一种承载能力强、工作范围广和易于调整工作姿态的基于绳索驱动的清仓机器人。建立清仓机器人绳索驱动并联机构的几何模型;进一步分析了清仓机器人的位姿正逆解;采用Matlab软件进行数值仿真分析。该清仓机器人仿真得到的绳长变化、速度以及加速度曲线光滑,表明机器人具有良好的运动性能。研究结果为深入研究清仓机器人控制策略提供参考。

基于深度学习和姿态驱动下特征集成的视频人体动作识别方法

基于姿态的方法仅将一系列人体骨骼信息提取出来作为输入,但仍然会存在姿态估计不准确的问题。因此该方法尝试将RGB图像和姿态信息结合起来,然而训练一个既有表冠又有姿态的模型十分具有挑战性,通常会严重偏向表冠信息,导致泛化能力不足。该方法提出基于姿态驱动下的特征集成方式,通过观察姿态特征来动态地组合表冠和姿态信息,使得姿态流可以根据给定的姿态信息是否可靠来决定在特征集成过程中使用多少权重以及哪些表冠信息。实验结果表明,文章提出的动态融合算法在上下文内和上下文外的动作视频数据集上实现了优异且鲁棒的性能。

3种构型的6自由度绳牵引门式起重机器人的运动学位置逆解分析

借助Matlab软件,通过运动学逆解分析3种不同构型配置的6自由度起重机器人机构的运动学欠约束问题.研究结果表明:对3根绳牵引的6自由度起重机器人机构构型的改进中,3根主梁互相平行的机构是运动学位置逆解欠约束的,而其他两种机构的约束是充分的,改进的机构不都是运动学约束充分的.

文物对象近景序列影像位姿高精度估计方法

针对文物对象影像三维纹理重建中影像位姿估计的问题,本文提出了三维数据驱动及平差的位姿高精度估计方法。首先通过影像特征提取、匹配、误匹配点剔除得到准确的同名特征;然后建立首对影像高精度位姿相对关系,并以其像对三维点数据为驱动,结合二三维索引确定后续影像的相对位姿;最后以光束法平差与LM算法确定高精度的影像位姿参数。试验表明,本文方法在确定位姿速度和位姿精度上都体现了一定的优越性,为影像后续的密集点云生成奠定了基础。

基于非刚体静力模型的微型机械臂姿态估计

提出了一种针对具有10个被动平面转动关节的微型化柔索驱动机械臂运动姿态的实时估计方法。通过建立该微型机械臂的非刚体静力模型,将10个平面自由度变量转化为1个位移变量和1个张力变量。用一个线型差动变压位移传感器(linear variable differential transformer,LVDT)和一个微型载荷传感器(load cell)测量该微型机械臂终端执行器的平面运动姿态。通过对测量结果的精度和误差进行分析,指出了该测量方法的优势与不足,并与其他几种可能的测量方法进行了比较和讨论。

7自由度冗余绳驱动机械臂运动分析及仿真

针对传统机械臂负载自重比小、臂身惯量大、人机交互安全性弱等问题,对绳驱动机械臂的结构、绳驱关节耦合、冗余运动学等方面进行了研究,创新设计了一种新型7自由度冗余绳驱动机械臂。采用绳索间接驱动前端4个关节自由度,作为位置控制;采用电机直接驱动腕部关节3个自由度,作为姿态控制。利用绳索将驱动力从基座电机传递至机械臂关节处,实现驱动机构后置;对绳驱关节耦合问题进行分析,建立了电机-关节耦合映射关系;利用位姿分离方式,结合加权最小范数法,进行机械臂逆运动学冗余位置求解。仿真结果表明:耦合映射关系建立正确,冗余运动学求解准确高效,为绳驱机械臂结构优化、动力学建模奠定了基础。

3-2-1构型丝线并联机构的工作空间分析

3-2-1构型的人体运动测量单元作为研究对象,为了计算测量动平台的工作空间,文中分别详述了限制动平台运动的四个限定条件,即绳与绳之间的干涉、绳与末端执行器的干涉、绳长限制和相容性条件,然后利用这四个限定条件求解动平台的位置工作空间和方向工作空间。本文所确立的算法不仅为基于拉线的人体运动测量系统工作空间计算提供了方法,也为丝驱动机器人工作空间的计算提供了参考。

基于刚度优化的绳牵引并联支撑系统力/位混合控制

针对应用于风洞试验的八绳牵引并联支撑系统高性能运动控制问题,开展绳索张力实时优化与力/位混合控制技术研究。基于动态试验需求和系统刚度矩阵,选择主刚度加权和最大为目标函数,将其转化为线性规划问题,采用二维凸多边形张力可行域顶点法进行实时求解,并根据绳索张力变化约束进一步提出连续可行域,确保解的连续性,实现其优化分布,设计一种基于电机转角和绳索张力反馈的力/位混合控制策略,其中位姿控制环采用计算力矩法,并利用实际绳索张力补偿惯性力和非线性力等,进而开展稳定性分析。以风洞试验中典型的推力模拟、俯仰振荡等线位移和角运动轨迹为例,在原理样机上开展控制验证实验。研究结果表明该控制策略能够实现对末端飞行器模型位姿和绳索张力的有效跟踪,且具有较高的精度和良好的稳定性,可以为绳牵引并联支撑在风洞动态试验中的应用提供技术支持。