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旋翼飞行机械臂系统的混合视觉伺服控制 预览
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作者 孙敬陶 王耀南 +2 位作者 谭建豪 钟杭 李瑞涵 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期505-515,共11页
旋翼飞行机械臂是一种具有强耦合特性的机器人系统,借助视觉进行自主作业还存在诸多问题,如实时深度估计、目标极易丢失以及目标笛卡尔空间模型重建等.本文针对传统的基于图像与基于位置的视觉伺服的缺陷以及系统自身欠驱动等问题,建立... 旋翼飞行机械臂是一种具有强耦合特性的机器人系统,借助视觉进行自主作业还存在诸多问题,如实时深度估计、目标极易丢失以及目标笛卡尔空间模型重建等.本文针对传统的基于图像与基于位置的视觉伺服的缺陷以及系统自身欠驱动等问题,建立了运动学模型和提出了基于力平衡原理的动力学联合建模,并通过欧几里得单应性矩阵分解设计出旋翼飞行机械臂系统的混合视觉伺服控制方法,在图像空间控制平移、笛卡尔空间控制旋转,减弱了平移与旋转之间的相互影响实现解耦效果,改善了系统对非结构因素的抗扰性能和全局稳定性.通过仿真和实验检验了系统鲁棒性和算法优越性. 展开更多
关键词 旋翼飞行机械臂系统 动力学联合建模 欧几里得重建 视觉伺服 手眼系统
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带时变计算时间和计算误差的倒立摆视觉H_∞控制研究 预览
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作者 杜大军 占国华 +2 位作者 李汪佩 费敏锐 周文举 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第2期334-348,共15页
针对基于视觉传感的倒立摆实时控制系统中,通过每帧图像计算小车位移和摆杆偏角产生的时变计算时间和计算误差直接影响控制系统性能甚至导致系统失稳问题,不同于目前不考虑计算时间和计算误差或将计算时间视为定时滞进行研究倒立摆视觉... 针对基于视觉传感的倒立摆实时控制系统中,通过每帧图像计算小车位移和摆杆偏角产生的时变计算时间和计算误差直接影响控制系统性能甚至导致系统失稳问题,不同于目前不考虑计算时间和计算误差或将计算时间视为定时滞进行研究倒立摆视觉实时控制方法,本文首先创新设计了新型的倒立摆视觉伺服控制实验平台,然后设计了一种基于事件触发机制的工业图像采集策略,提出了考虑小车和摆杆特征的小车位移和摆杆偏角计算方法,并统计分析了图像处理计算时间和计算误差特性;进一步建立了融合计算时间和计算误差的闭环控制系统模型,理论证明系统的稳定性并建立了反映计算时间与系统稳定性能之间关系,给出了系统对计算误差的H_∞扰动抑制水平γ和控制器设计方法.最后,仿真和实时控制实验验证了所提方法可行且有效. 展开更多
关键词 倒立摆 视觉伺服 图像处理 计算时间 计算误差
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基于视觉伺服的多品种育秧钵制造系统研究 预览
3
作者 史源锋 梁硕 +1 位作者 孟慧玲 孙睿彬 《黑龙江科学》 2019年第8期23-25,共3页
育秧钵制造系统是用来制造林业和农业生产中所应用的育秧钵的系统。为保证种子的发芽率和成活率且移栽方便,并能提高生产率和自动化水平,设计了一种基于视觉伺服的多品种育秧钵制造系统,该系统可通过机器视觉自动识别不同种类的种子,从... 育秧钵制造系统是用来制造林业和农业生产中所应用的育秧钵的系统。为保证种子的发芽率和成活率且移栽方便,并能提高生产率和自动化水平,设计了一种基于视觉伺服的多品种育秧钵制造系统,该系统可通过机器视觉自动识别不同种类的种子,从而制造出不同型号的育秧钵,且该农机能够满足不同种子对育秧钵土壤紧实度的要求。系统在此基础上增加了播种功能及可拓展配置钵体仓储自动化生产线,实现钵体的保湿存储。 展开更多
关键词 视觉伺服 多品种育秧钵制造系统
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机光电实验教学机械手设计 预览
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作者 魏鸿磊 刘吉伟 +2 位作者 高腾 李明颖 吕艳 《实验技术与管理》 CAS 北大核心 2019年第1期37-40,共4页
设计了一种采用视觉定位的机械手控制系统。首先对摄像头采集的图像进行灰度化和二值化处理,并进行边界追踪以提取目标物边界;之后根据边界计算目标物的位置和尺寸,最后根据目标物的位置和尺寸控制机械手关节电机实现目标物的抓取。利... 设计了一种采用视觉定位的机械手控制系统。首先对摄像头采集的图像进行灰度化和二值化处理,并进行边界追踪以提取目标物边界;之后根据边界计算目标物的位置和尺寸,最后根据目标物的位置和尺寸控制机械手关节电机实现目标物的抓取。利用50个扇贝在上午、下午和晚上进行了分拣实验,分别达到了94.0%、96.0%和82.0%的准确率,证明了该系统的有效性。该设备已经在教学中得到应用,并取得良好的效果。 展开更多
关键词 光机电一体化 分拣机械手 视觉伺服 图像处理
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液压并联机器人力/位混合控制策略研究 预览
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作者 陶晗 曲智勇 丛大成 《农业机械学报》 CSCD 北大核心 2018年第9期361-366,405共7页
针对液压驱动的六自由度并联机构,提出了基于机器视觉的力/位混合控制策略,以实现并联机构的跟随对接等需要与环境密切接触的任务。平台的视觉系统由一架CCD摄像机和一个激光测距器构成,用来测量平台与目标之间的相对距离,同时通过一个... 针对液压驱动的六自由度并联机构,提出了基于机器视觉的力/位混合控制策略,以实现并联机构的跟随对接等需要与环境密切接触的任务。平台的视觉系统由一架CCD摄像机和一个激光测距器构成,用来测量平台与目标之间的相对距离,同时通过一个平板式六自由度力传感器对接触过程的作用力进行测量。其控制器由内外两个闭环构成,并通过补偿环节对外力扰动进行修正。最后通过若干试验验证整个控制方式的有效性。试验结果表明,整个系统在相对位置跟踪和接触力控制方面具有优异的性能。在整个对接试验过程中,接触力被控制在300 N之内。 展开更多
关键词 并联机构 混合控制 液压伺服 视觉伺服
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机器人视觉伺服研究进展:视觉系统与控制策略 预览 被引量:1
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作者 王军 《内燃机与配件》 2018年第8期218-219,共2页
机器人视觉系统中的伺服系统已经成为研究的重要方向。本文主要采用文献综述的方式进行研究,在介绍视觉系统的基础上,对控制策略的研究进展进行分析。希望通过本文的综述研究,可以为机器人的视觉系统设计和控制研究提供借鉴。
关键词 视觉伺服 视觉系统 控制
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分拣机械手视觉检测与伺服的研究 预览
7
作者 曾宪荣 赵楠 《山东工业技术》 2018年第21期34-34,8共2页
在科技推动生产发展的时代下,机器人的视觉技术给工业带来了巨大的变革。工业分拣式机器人视觉技术在工业发展中应用的主要领域之一,而视觉伺服技术对提高机械手分拣的灵活性、精准度,以及智能化水平有十分重要的促进作用。因此,本文基... 在科技推动生产发展的时代下,机器人的视觉技术给工业带来了巨大的变革。工业分拣式机器人视觉技术在工业发展中应用的主要领域之一,而视觉伺服技术对提高机械手分拣的灵活性、精准度,以及智能化水平有十分重要的促进作用。因此,本文基于对视觉检测与伺服技术的研究,对机械手分拣的影响进行了探讨。 展开更多
关键词 分拣 机械手 视觉检测 视觉伺服
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基于机器视觉的机器人分拣技术发展研究 预览
8
作者 蔡倩倩 宁祎 王雷 《现代制造技术与装备》 2018年第8期9-11,14共4页
在工业生产中,完全人工分拣作业很难实现生产目标,而传统机器人分拣还存在系统稳定性较差、精度较低等缺点。针对这些问题,在传统分拣机器人中引入机器视觉,完成对工件、食品以及其它产品的分拣工作,不仅能够满足生产需求,而且能够提高... 在工业生产中,完全人工分拣作业很难实现生产目标,而传统机器人分拣还存在系统稳定性较差、精度较低等缺点。针对这些问题,在传统分拣机器人中引入机器视觉,完成对工件、食品以及其它产品的分拣工作,不仅能够满足生产需求,而且能够提高生产效率。基与此,重点分析目标识别、目标跟踪以及视觉伺服等关键技术的研究现状以及在工业、食品以及其它领域的应用现状,并对未来的发展趋势进行展望。 展开更多
关键词 机器视觉 分拣机器 目标跟踪 目标识别 视觉伺服
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一款工业机器人上下料系统的研究 被引量:1
9
作者 刘保朝 《航空精密制造技术》 2018年第2期58-62,共5页
本文通过对基于双目视觉的机器人上下料系统的设计,引入视觉测量与处理技术准确获取工件轮廓、位置和位姿数据,实现对工件的自动、准确和快速定位。融合网络通讯技术实现对六自由度机器人的伺服控制,实时导引机器人完成上下料动作。试... 本文通过对基于双目视觉的机器人上下料系统的设计,引入视觉测量与处理技术准确获取工件轮廓、位置和位姿数据,实现对工件的自动、准确和快速定位。融合网络通讯技术实现对六自由度机器人的伺服控制,实时导引机器人完成上下料动作。试验结果表明该系统能自适应工件形状,快速准确地完成上下料,能满足自动化要求,具有重要的应用价值。 展开更多
关键词 工业机器人 双目视觉 视觉伺服 上下料系统 PLC
基于机载单目视觉的无人机移动目标实时跟踪 预览
10
作者 孙铸 刘永 《计算机与数字工程》 2018年第9期1749-1754,共6页
传统的无人机主要是通过机载惯导、GPS实现自主跟踪,然而受到飞行环境和成本等因素的限制无法满足情况,考虑到实用性和低成本,论文主要研究使用单目机载相机解决无人机对移动目标的自主跟踪问题。论文提出了基于ORB特征点的八参数全局... 传统的无人机主要是通过机载惯导、GPS实现自主跟踪,然而受到飞行环境和成本等因素的限制无法满足情况,考虑到实用性和低成本,论文主要研究使用单目机载相机解决无人机对移动目标的自主跟踪问题。论文提出了基于ORB特征点的八参数全局运动补偿方法,结合TLD算法实现动态场景下的移动目标跟踪;在跟踪控制部分,论文引入目标面积的图像特征,提出了基于图像的视觉伺服控制器,实现图像雅克比矩阵伪逆的快速求解;同时在飞行控制器中使用串级PID姿态控制器,设计跟踪仿真实验,并在真实平台上完成跟踪实验。 展开更多
关键词 无人机 单目视觉 自主跟踪 机动目标预测 斜坡着陆 视觉伺服
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单目视觉伺服研究综述 预览
11
作者 徐德 《自动化学报》 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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基于ROS和EtherCAT的视觉伺服7DOF机械臂仿真研究 预览
12
作者 刘亚秋 陶然 +3 位作者 丁峰 张嘉鑫 陈雨佳 刘勋 《黑龙江大学自然科学学报》 2018年第1期94-101,共8页
将视觉传感器构建到机械臂一侧的视觉伺服系统是7自由度机械臂实现物体抓取和移动的有效方法,但此方法存在着对目标识别定位速度慢和末端执行器轨迹规划难的问题。因此,设计并实现了基于机器人操作系统(Robot Operating System,ROS)和... 将视觉传感器构建到机械臂一侧的视觉伺服系统是7自由度机械臂实现物体抓取和移动的有效方法,但此方法存在着对目标识别定位速度慢和末端执行器轨迹规划难的问题。因此,设计并实现了基于机器人操作系统(Robot Operating System,ROS)和EtherCAT的视觉伺服7自由度机械臂仿真平台。在ROS系统上,利用颜色机器视觉(Color Machine Vision,CMVision)算法实现了抓取目标的快速识别和定位;基于机械臂的D-H模型,求解得到逆运动方程,规划机械臂的轨迹,并应用比例、积分、微分(Proportion,Integration,Differentiation,PID)算法进行控制;在Linux上构建实时内核,利用EtherCAT技术实现了机械臂末端执行器的快速准确移动控制。测试结果表明,该平台能够实现目标的快速识别、定位和抓取,具备良好的稳定性和可操作性。 展开更多
关键词 ROS 视觉伺服 ETHERCAT 7自由度 CMVision 目标识别 仿真平台
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移动机器人速度跟踪视觉伺服控制 预览
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作者 刘江涛 陈奕梅 《计算机工程与设计》 北大核心 2018年第8期2632-2637,共6页
针对移动机器人的视觉伺服镇定系统,采用二维三焦点张量视觉系统对机器人进行定位,在此基础上采用自适应控制实现对移动机器人的运动控制。针对机器人在运动过程中存在的由于期望速度与机器人实际运动速度差值过大引起的抖动问题,提出... 针对移动机器人的视觉伺服镇定系统,采用二维三焦点张量视觉系统对机器人进行定位,在此基础上采用自适应控制实现对移动机器人的运动控制。针对机器人在运动过程中存在的由于期望速度与机器人实际运动速度差值过大引起的抖动问题,提出滑模速度跟踪控制器,通过实验验证该方法的可行性及整个视觉系统良好的稳定性、鲁棒性与实时性。 展开更多
关键词 二维三焦点张量 自适应控制 视觉伺服 滑模跟踪 镇定控制
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基于双环结构的视觉伺服云台控制器设计 预览
14
作者 肖杨 李俊辉 闻成 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2018年第12期3743-3746,3756共5页
针对二自由度视觉伺服云台中相机低采样率的缺陷,基于角度与像素之间的转换关系,提出了一种双环结构的控制方案。在角度环控制器设计中,将满足LQ最优准则的扩展状态反馈与状态观测器设计整合为一个H2设计问题,并增加了可调参数k,兼顾了... 针对二自由度视觉伺服云台中相机低采样率的缺陷,基于角度与像素之间的转换关系,提出了一种双环结构的控制方案。在角度环控制器设计中,将满足LQ最优准则的扩展状态反馈与状态观测器设计整合为一个H2设计问题,并增加了可调参数k,兼顾了角度环的响应速度与超调量;在图像环控制器设计中,通过辨识获得了相机的动态特性,给出了图像环PI控制器参数整定原则。该设计方法在实际系统上取得了较好的伺服效果,对快速性和超调量要求高的控制器设计有一定的指导作用。 展开更多
关键词 视觉伺服 双环控制 LQ最优 快速性 超调量
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旋翼飞行机械臂的混合视觉伺服和分层控制方法 被引量:1
15
作者 孙敬陶 钟杭 +1 位作者 王耀南 李希 《仪器仪表学报》 CSCD 北大核心 2018年第7期56-65,共10页
无人机臂系统是一种具有强耦合特性的智能移动机器人,借助视觉进行自主作业还存在诸多问题,如实时深度估计、目标极易丢失以及目标笛卡尔空间模型重建等,同时机载机械臂的运动会造成飞行平台的重心变化和动态不稳定。针对基于图像的只... 无人机臂系统是一种具有强耦合特性的智能移动机器人,借助视觉进行自主作业还存在诸多问题,如实时深度估计、目标极易丢失以及目标笛卡尔空间模型重建等,同时机载机械臂的运动会造成飞行平台的重心变化和动态不稳定。针对基于图像的只在目标附近线性收敛与基于位置的目标易偏离视野范围等不足以及系统自身欠驱动等问题,建立了运动学模型并通过欧氏单应性矩阵分解设计出旋翼飞行机械臂系统的混合视觉伺服控制方法,最后通过分层任务组合控制算法完善了其耦合机制。最终改善了系统对非结构因素的抗扰性能和全局稳定性,通过仿真和实验检验了系统鲁棒性和算法优越性。 展开更多
关键词 旋翼飞行机械臂 动力学模型 欧氏重建 视觉伺服 分层任务
工业码垛机器人的视觉伺服技术
16
作者 管小清 陈渌漪 吕志强 《机械设计与研究》 CSCD 北大核心 2018年第5期54-56,共3页
随着码垛机器人在物流自动化领域的广泛应用,市场对码垛机器人的智能化水平提出更高的需求。针对传统的"示教-再现"工作方式的码垛机器人功能单一、适应性差的问题,将机器视觉与码垛机器人控制技术相结合,搭建码垛机器人视觉伺服控制... 随着码垛机器人在物流自动化领域的广泛应用,市场对码垛机器人的智能化水平提出更高的需求。针对传统的"示教-再现"工作方式的码垛机器人功能单一、适应性差的问题,将机器视觉与码垛机器人控制技术相结合,搭建码垛机器人视觉伺服控制系统平台,并针对码放货物的特点,开展相关图像处理算法的研究。经试验验证,该码垛机器人视觉伺服控制系统平台可以快速准确的完成不同货物的检测、分拣和码垛,为后续码垛机器人视觉伺服技术的研究提供参考和依据。 展开更多
关键词 工业码垛机器人 视觉伺服 图像处理
轮式机器人视觉伺服轨迹跟踪目标控制研究 预览
17
作者 张立阳 陈奕梅 《计算机仿真》 北大核心 2018年第11期335-339,430共6页
对于包含有单目视觉的移动机器人轨迹跟踪问题,目标控制对于机器人的位姿提取是至关重要的。针对该问题提出一种轮式机器人视觉伺服轨迹跟踪目标控制方法。对于由4个特征点组成的矩形目标,建立参考坐标系并应用消失点提取摄像机外参数... 对于包含有单目视觉的移动机器人轨迹跟踪问题,目标控制对于机器人的位姿提取是至关重要的。针对该问题提出一种轮式机器人视觉伺服轨迹跟踪目标控制方法。对于由4个特征点组成的矩形目标,建立参考坐标系并应用消失点提取摄像机外参数。对于多个矩形目标,利用坐标系的旋转平移关系及摄像机外参数,实现矩形目标切换控制并估计机器人位姿。同时,建立摄像机坐标系下的跟踪误差,采用李雅普诺夫函数直接法设计相应的轨迹跟踪控制律。实验中通过棋盘格识别矩形目标,结果显示机器人能够精确识别和切换矩形目标,能够有效跟踪参考轨迹,跟踪误差最终收敛且有界。仿真和实验结果验证了该视觉伺服轨迹跟踪目标控制方法的可行性和有效性。 展开更多
关键词 移动机器人 视觉伺服 轨迹跟踪
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基于视觉伺服的桌面型机械臂创新实验平台研制 预览
18
作者 杨亮 郭志军 +1 位作者 李文生 王博轩 《实验技术与管理》 北大核心 2018年第5期92-94,101共4页
研制了一种基于视觉伺服的桌面型机械臂创新实验平台,整个系统由机械臂本体、控制器、视觉伺服系统组成。机器臂共有3个自由度,分别由3个步进电机驱动;控制器采用主控板+驱动板的设计结构,具有结构简单、可扩展性强的优点;视觉伺服系... 研制了一种基于视觉伺服的桌面型机械臂创新实验平台,整个系统由机械臂本体、控制器、视觉伺服系统组成。机器臂共有3个自由度,分别由3个步进电机驱动;控制器采用主控板+驱动板的设计结构,具有结构简单、可扩展性强的优点;视觉伺服系统运行在主控板之上,能够通过摄像头采集目标物体图像信息,并将位置信息转换控制指令,控制机械臂完成物体抓取任务。实践表明该方案具有成本低、控制效果好、系统鲁棒性强的优点。 展开更多
关键词 桌面型机械臂 视觉伺服 物体抓取 创新实验
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机械臂视觉伺服路径规划研究进展 预览 被引量:1
19
作者 任秉银 魏坤 吴卓琦 《哈尔滨工业大学学报》 CSCD 北大核心 2018年第1期1-10,共10页
视觉伺服控制是机械臂完成各种复杂作业任务的有效手段,而机械臂在动态非结构环境下自主作业的路径规划方法是视觉伺服控制领域的难点和关键.分析了动态非结构环境下视觉伺服路径规划中存在的两类约束及其处理方法,介绍并评述了国内外... 视觉伺服控制是机械臂完成各种复杂作业任务的有效手段,而机械臂在动态非结构环境下自主作业的路径规划方法是视觉伺服控制领域的难点和关键.分析了动态非结构环境下视觉伺服路径规划中存在的两类约束及其处理方法,介绍并评述了国内外在机械臂视觉伺服控制中路径规划方面的相关研究进展,讨论并分析了不同路径规划方法在收敛性和稳定性等方面存在的不足,对未来的研究方向进行了展望. 展开更多
关键词 机械臂 视觉伺服 路径规划 约束 动态非结构环境 不确定性
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基于视觉伺服的LED芯片形状匹配算法研究 预览 被引量:1
20
作者 李德龙 龚时华 +1 位作者 王子悦 鹿怀庆 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2018年第12期146-151,共6页
LED芯片的定位是LED芯片检测、分选等后封装过程的关键步骤,其定位速度和精度直接决定了LED芯片检测设备的生产效率。为了提高芯片定位的精度,提出了基于视觉伺服的反馈补偿技术,有效补偿了芯片定位误差;为了提高芯片定位的速度,在视觉... LED芯片的定位是LED芯片检测、分选等后封装过程的关键步骤,其定位速度和精度直接决定了LED芯片检测设备的生产效率。为了提高芯片定位的精度,提出了基于视觉伺服的反馈补偿技术,有效补偿了芯片定位误差;为了提高芯片定位的速度,在视觉伺服系统的基础上,针对LED芯片的特点,提出形状匹配优化算法,通过减小匹配过程中匹配的面积和搜索的角度,有效弥补了因视觉运动补偿所消耗的时间。通过以上两方面提高了LED芯片定位精度和速度,满足LED芯片高精和高速的定位需求。 展开更多
关键词 LED芯片 图像分割 形状匹配 搜索角度 视觉伺服
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