湖南大学电气与信息工程学院机器人视觉感知与控制技术国家工程实验室
- 作品数：15 被引量：239H指数：8
- 相关作者：彭玉杨文文更多>>
- 相关机构：长沙理工大学电气与信息工程学院上海中医药大学附属龙华医院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家科技支撑计划湖南省科技计划项目更多>>
- 相关领域：自动化与计算机技术电子电信机械工程医药卫生更多>>
- 基于改进动态运动基元的6D轨迹规划被引量：4
- 2022年
- 动态运动基元(DMPs)轨迹规划方法可以简化机械臂控制中参数调整的复杂过程,快速生成运动轨迹,但是面对姿态的流形特性以及跨零点情况,现有的DMPs很难达到预期的效果.本文提出了一种基于改进DMPs的笛卡尔空间6D轨迹规划方法.该方法采用四元数描述姿态,实现了位置轨迹与姿态轨迹的无奇异表示.通过解耦强迫函数与起-终点状态差值项之间的关联,消除了跨零点引起的轨迹抖动、无法生成与翻转等问题.此外,基于机械臂和障碍物间的距离与偏角建立了虚拟阻抗关系,并将其耦合到动力学模型中,实现了机械臂末端的避障控制,避免了避障行为过早问题,有利于减少消耗.机械臂6D轨迹规划仿真和实验表明,本文提出的改进DMPs方法有效.
- 王健发王耀南陈文锐刁强
- 关键词：虚拟阻抗避障
- 基于序列2D结构化线特征的桥梁检测机器人末端位姿估计方法被引量：8
- 2018年
- 针对桥梁底部缺陷检测的人工作业难题,设计了智能移动式桥梁检测机器人系统,结合桥梁的结构化线特征和线轮廓模型2D结构特征,研究了桥梁检测机器人采集末端的位姿估计系统。首先,基于Hough变换和直线段检测(LSD)的结构化线特征的检测方法,提出了一种直线段合并、结构化线特征的角结构特征和结构化轮廓特征的检测算法。然后,在序列2D结构化线特征检测的基础上,进行了采集末端位姿估计算法的研究,利用假设-检验框架实现了初始位姿估计,提出了一种新的直线距离度量规则,设计了一种加权最小二乘算法实现采集末端连续位姿的实时估计。最后,开发出基于树莓派和Hokuyo单线激光器的硬件系统,并对提出的基于序列2D结构化线特征末端位姿估计方法进行了现场测试与验证,实验结果表明,该方法具有很好的鲁棒性,在实时性以及精度等方面均满足实际桥梁检测的需要。
- 刘理王耀南万智何小娟
- 关键词：位姿估计
- 机器视觉技术研究进展及展望被引量：98
- 2020年
- 机器视觉是建立在计算机视觉理论工程化基础上的一门学科,涉及到光学成像、视觉信息处理、人工智能以及机电一体化等相关技术。随着我国制造业的转型升级与相关研究的不断深入,机器视觉技术凭借其精度高、实时性强、自动化与智能化程度高等优点,成为了提升机器人智能化的重要驱动力之一,并被广泛应用于工业生产、农业以及军事等各个领域。在广泛查阅相关文献之后,针对近十多年来机器视觉相关技术的发展与应用进行分析与总结,旨在为研究学者与工程应用人员提供参考。首先,总结了机器视觉技术的发展历程、国内外的机器视觉发展现状;其次,重点分析了机器视觉系统的核心组成部件、常用视觉处理算法以及当前主流的机器视觉工业软件;然后,介绍了机器视觉技术在产品瑕疵检测、智能视频监控分析、自动驾驶与辅助驾驶与医疗影像诊断等4个典型领域的应用;最后分析了当前机器视觉技术所面临的挑战,并对其未来的发展趋势进行了展望,为机器视觉技术的发展和应用推广发挥积极作用。
- 朱云凌志刚张雨强
- 关键词：机器视觉成像系统视觉软件
- 电动汽车IPMSM滑模观测器速度控制方法被引量：1
- 2017年
- 增程式电动汽车在实际运行中容易产生驱动电机内部参数不确定性和外部扰动的问题,制约了控制系统性能的进一步提升,针对此问题开展电动汽车内置式永磁同步电机速度跟踪控制的研究。为电动汽车驱动电机设计了常规的基于扰动上下界的滑模速度控制器。为了抑制抖振,采用滑模观测器对扰动进行观测,将观测结果前馈至控制器内部,对驱动电机中扰动进行补偿,以降低滑模控制器中的抖振。在ECE工况下对基于上下界的滑模控制和基于观测器的控制方案进行了仿真和实验,对速度的跟踪性能和抖振的削弱性能进行了对比,结果显示负载不发生变化时速度跟踪误差由±0.08km/h缩小到±0.01km/h,负载发生变化时,速度跟踪误差由11.3km/h缩小到1.6km/h。
- 杨喜峰王耀南贾林
- 关键词：内置式永磁同步电机滑模观测器
- 基于机器视觉的机械表走时精度测量被引量：1
- 2020年
- 针对机械表读时需要耗费大量人力物力的现象,提出了一种基于机器视觉的自动化机械表精度测量方法.首先设计了一个用于图片采集的硬件系统,然后在采集到的图片上,利用改进后的mask-rcnn网络,对指针和各区域进行了提取,其次利用canny算子对表盘进行边缘提取,确定各连通域的质心,根据各质心到12点位与6点位之间连线中点的距离关系,筛选出刻度质心,用刻度质心拟合表盘内圆,确定表盘中心的位置.然后将中心与12点位中心的连线作为测量的基准线,再利用RANSAC最小二乘距离法对各指针的中心线进行提取.通过计算基准线与中心线之间的角度关系,进而达到用机器读取时间的目的,同时针对机械表的读数识别,提出了误差校正原则,大大提高了机械表精度测量的效率.
- 曹思佳代扬余洪山李斐孙炜
- 关键词：机械表机器视觉
- 基于分块LBP和分块PCA的指静脉识别方法被引量：27
- 2016年
- 针对单独提取传统的局部二元模式(local binary pattern,LBP)指静脉特征识别率不高的问题,提出一种结合分块LBP和分块主成分分析(principal component analysis,PCA)的特征提取方法。首先对手指静脉感兴趣区域(region of interested,ROI)进行分块,提取分块LBP特征;然后,采用分块PCA对所提取特征进行降维除冗,得到一组新的降维后特征;最后计算欧氏距离并采用最近邻分类器进行分类。实验结果表明,论文提出方法识别率可达99.33%,等误率(equal error rate,EER)低至0.21%。与传统的3种算法进行比较,该方法的识别率有很大提高,且具有较好的稳定性和鲁棒性。
- 杨文文毛建旭陈姜嘉旭
- 关键词：局部二元模式主成分分析特征提取
- 基于机器视觉的啤酒瓶口缺陷检测分类方法研究被引量：25
- 2016年
- 针对目前国内玻璃空瓶机器视觉检测系统存在瓶口缺陷分类检测精度不高的问题,提出一种基于机器视觉的可靠的检测方法。首先选取封盖面缺口、外环口崩口、口缘毛刺、口面磨损、内环口崩口、封盖面破裂等6种常见缺陷类型作为分类目标,研究6种常见瓶口缺陷类型图像的表面特征,提出以灰度方差等6种瓶口的缺陷特征构成支持向量机(SVM)分类算法的输入向量,并择优选择径向基(RBF)函数作为SVM分类器的核函数,然后根据瓶口缺陷的分类性质选择多类分类方式中的一类对余类法(OVR)设计相应的SVM。最后,每种缺陷都选取80个样本对所设计SVM分类器进行训练学习与测试。测试结果表明:设计的SVM分类器能较精准地检测出6种常见的瓶口缺陷类型,识别率为91.6%,满足生产企业对机器视觉检测系统缺陷分类识别的要求。
- 黄志鸿毛建旭王耀南周显恩历艳琨刘学兵
- 关键词：机器视觉特征提取支持向量机
- 桥梁检测机器人作业规划与位姿优化方法研究被引量：10
- 2019年
- 针对桥梁底部病害人工检测的作业难题,介绍了桥梁检测机器人的工作原理,结合桥梁的结构化特征和视觉检测拍摄参数约束,研究了桥梁检测机器人作业规划与位姿优化方法。首先,提出一种以最佳拍摄模型约束的桥梁检测机器人拍摄作业位姿规划方法。在最佳拍摄规划方法的基础上,针对小箱梁桥梁和T型梁桥梁底部的褶皱结构,研究了以安全拍摄模型为约束的拍摄位姿优化方法,设计了结合拍摄偏角和拍摄距离的权重函数,推导了优化算法公式并给出了收敛证明。通过对不同拍摄参数的配置,进行了针对空心板桥梁的拍摄作业位姿规划方法仿真;针对小箱梁桥梁的结构,在位姿规划仿真结果基础上进行了位姿优化方法的仿真。最后以研制的桥梁检测机器人为对象,进行了现场测试与验证,仿真和实验结果均表明,该规划和优化方法符合桥梁拍摄检测的要求,具有很好的鲁棒性和实时性。
- 刘理王耀南张辉万智贾林
- 关键词：不等式约束优化
- 一种改进超像素融合的图像分割方法被引量：4
- 2018年
- 基于超像素的传统图像分割方法在边缘分割的一致性、计算效率和融合算法的自适应性等方面仍存在诸多问题.文章结合国内外相关研究进展,提出了一种新型超像素融合的图像分割方法.方法采用ERS超像素过分割算法,以强度、梯度直方图作为超像素特征,并采取EMD方法计算特征距离,通过混合Weibull模型获取融合自适应阈值,进而完成分割.算法时间复杂度降至为O(N),分割过程中不需要手动选取待分割区域,有效提高了算法的自适应性.实验结果表明本方法在分割边界准确度和处理效率方面优于现有方法.
- 余洪山张文豪杨振耕李松松万琴林安平
- 关键词：图像分割
- 空瓶检测机器人瓶底缺陷检测方法研究被引量：8
- 2017年
- 针对当前瓶底圆心定位方法精度不高、瓶底防滑纹区域缺陷易误检等问题,利用瓶底防滑纹的几何特征,提出一种改进的基于变权重随机圆拟合的瓶底定位算法,首先采用重心法对瓶底圆心进行快速预定位,再采用变权重随机圆拟合法实现瓶底精定位。然后检测瓶底图像疑似缺陷区域,并提取区域面积、轮廓长度、圆形度、灰度方差和灰度均值等特征,采用支持向量机算法进行分类决策,检测出缺陷。实验表明,瓶底定位误差小于6个像素,缺陷检测准确率为92.7%,基本满足实际生产精度的要求。
- 范涛朱青王耀南周显恩刘远强
- 关键词：机器视觉支持向量机
