东北大学机器人科学与工程学院
- 作品数：117 被引量：688H指数：15
- 相关机构：中国科学院沈阳自动化研究所沈阳工业大学机械工程学院辽宁工业大学机械工程与自动化学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金中央高校基本科研业务费专项资金辽宁省自然科学基金更多>>
- 相关领域：自动化与计算机技术机械工程文化科学金属学及工艺更多>>
- 变刚度柔性机器人关节的设计与解耦控制方法被引量：8
- 2019年
- 设计一种采用永磁变刚度装置的绳索驱动式柔性机器人关节,在不增加驱动力的情况下,增加关节刚度调整范围。详细阐述关节的机械结构和变刚度原理。利用雅可比矩阵和模型间静力学关系,得到关节刚度,位置和绳索伸长量的对应关系,实现了刚度与位置解耦。建立变刚度关节的动力学模型,以轨迹控制为目标,设计解耦控制器,搭建实验系统,验证本方案的可行性。采用永磁弹簧,绳索驱动的柔性关节可以有效的减小关节的质量,惯性和体积,同时具有较大的刚度调整范围以及较短的调整时间,较快的响应速度和较小超调量。此柔性关节的构型和控制方式也适用于多自由度柔性并联机器人关节的构建。
- 张明房立金孙凤孙兴伟
- 关键词：变刚度解耦控制器柔性关节
- 稀疏形状先验的脑肿瘤图像分割被引量：3
- 2019年
- 目的在脑部肿瘤图像的分析过程中,准确分割出肿瘤区域对于计算机辅助脑部肿瘤疾病的诊断及治疗过程具有重要意义。然而,由于脑部图像常存在结构复杂、边界模糊、灰度不均以及肿瘤内部存在明暗区域的问题,使得肿瘤图像分割工作面临严峻挑战。为了克服上述困难,更好地实现脑部肿瘤图像分割,提出一种基于稀疏形状先验的脑肿瘤图像分割算法。方法首先,研究脑部肿瘤图像的配准与形状描述,并以此为基础构建脑部肿瘤的稀疏形状先验约束模型;继而,将该稀疏形状先验约束模型与区域能量描述方法相结合,构建基于稀疏形状先验的能量函数;最后,对能量函数进行优化及迭代,输出脑部肿瘤区域分割结果。结果本文使用脑胶质瘤公开数据集BraTS2017进行算法测试,本文算法的分割结果与真实数据之间的平均相似度达到93.97%,灵敏度达到91.3%,阳性预测率达到95.9%。本文算法的实验准确度较高,误判率较低,鲁棒性较强。结论本文算法能够结合水平集方法在拓扑结构描述和稀疏表达方法在复杂形状表达方面的优势,同时由于加入了形状约束,能够有效削弱肿瘤内部明暗区域对分割结果造成的影响,从而更准确和稳定地实现脑部肿瘤图像分割。
- 雷晓亮于晓升迟剑宁王莹吴成东
- 关键词：脑肿瘤图像分割形状先验水平集
- 以科研项目为依托建设机器人操作系统实践课程被引量：7
- 2019年
- 作为智能机器人的基础性支撑技术,"机器人操作系统(ROS)"正在快速进入国内外机器人专业的课堂,并成为核心课程之一。鉴于ROS具有很强的实践性和专业性,该文分析了目前国内外ROS相关课程的现状,按照层次化的架构构建了ROS实践体系和实践课程内容,依托科研项目和专业实验系统搭建了不同功能的实践平台,并建立了ROS实践课程的学习效果监控机制。
- 王帅张云洲吴成东
- 关键词：实践课程
- RV减速器回差分析及其参数优化设计被引量：4
- 2020年
- RV减速器是工业机器人的关键部件,回差是其传动精度的重要指标。通过分析RV减速器回差的影响因素,建立数学模型;采用负等距与负移距的修形方法对摆线轮修形;以RV-40E-121型减速器为实例,对其摆线针轮啮合副中参数的公差带进行优化,合理确定其各个关键构件尺寸的公差;提出了错位装配两个摆线轮的消隙方法来减小RV减速器回差。基于MATIAB对其回差进行了蒙特卡洛仿真计算分析,仿真计算回差值在1’以内,满足机器人用高精度RV减速器的回差要求,结果表明通过对摆线轮参数优化、合理分配尺寸公差和调整摆线轮装配结构来控制RV减速器回差的正确性。
- 高跃巩云鹏房立金
- 关键词：RV减速器回差参数优化
- 空间参数聚类辨识的机器人零位标定方法与精度评估被引量：1
- 2023年
- 针对传统轴销标定和激光跟踪仪标定方法过程的不足,本文提出了一种空间参数聚类辨识的机器人零位标定设备和方法.利用千分表和空间解析几何构建零位标定方程,将机器人的理论位姿值反向解析出零位训练参数.将多组零位训练数据经过聚类模块辨识,可以求解每个关节的最优零位参数.实验结果表明,采用空间参数聚类辨识的标定方法相比于最为常用的轴销标定方法,绝对精度提升幅度达72.9%,相比于精度最高的激光跟踪仪标定法其时间效率提升达87.5%.本文方法兼顾了标定精度和效率,显著提升了零位标定法对于标定环境的适应性.
- 赵彬吴成东姜杨孙若怀
- 关键词：聚类工业机器人参数辨识
- 基于仿射Bessel-Legendre不等式和不确定转移率的神经网络稳定性
- 2022年
- 针对具有时变时滞和不确定转移率的马尔科夫神经网络系统,充分考虑马尔科夫转移率的不确定特性,利用基于松弛变量的有效技术代替传统不等式来约束转移速率中的不确定项,从而减少了决策变量的个数并降低了计算复杂度.通过建立时滞依赖的增广Lyapunov-Krasovskii泛函,并基于仿射Bessel-Legendre(B-L)不等式,给出依赖于时滞和时滞导数上下界的具有较小保守性的神经网络系统稳定条件.最后,通过两个数值例子说明了理论结果的有效性.
- 王军义张文涛刘振伟姜杨
- 基于改进RRT^(*)-Connect算法的机械臂多场景运动规划被引量：15
- 2022年
- 针对RRT^(*)-Connect算法在机械臂运动规划过程中存在效率低、精度差等问题,本文提出一种基于自适应步长的启发式RRT^(*)-Connect机械臂运动规划算法。引入目标偏向策略进行椭球子集约束采样,使采样点能够更快地收敛到最优值。在扩展节点时,设计一种自适应步长策略以减少算法的迭代次数,并有效缩短规划路径的长度。当搜索树中总节点数大于预设阈值时,通过搜索树优化剪枝方法对搜索树进行剪枝,删除无效的采样点,进一步降低运行时间。为了验证本文算法的优势,在多种规划场景下分别与RRT^(*)、RRT^(*)-Connect、IRRT^(*)算法进行了Matlab仿真对比。仿真结果表明,本文算法在规划过程中收敛速度更快,精度和效率更高。为了验证本文算法的实用性,构造了不同障碍物实验场景,在Sawyer机械臂实验平台进行实验验证。实验结果表明,本文算法在不同障碍环境下具有较强的适应能力。
- 王怀震高明王建华房立金李洪生
- 关键词：机械臂
- 基于改进Cascade R-CNN模型的机器人抓取检测研究被引量：2
- 2023年
- 为提高多物体抓取检测网络的抓取检测准确率,提出一种基于改进Cascade R-CNN模型的机械臂抓取检测算法.首先,引入ResNeXt结构能够在不加大网络设计难度的前提下提高了模型的准确率;引入带空洞卷积的空间金字塔池化模块以解决分辨率较低的问题;接着对抓取框回归分支和角度分类分支以分治方法进行优化.其次,针对多物体抓取数据集缺乏的问题,构建多目标抓取数据集(multi-object grasping dataset,MOGD),有效地扩充了多物体抓取检测数据集.最后,基于改进Cascade R-CNN模型设计抓取检测网络,实验结果表明,改进后的算法效率更高,PI-Cascade R-CNN实验准确率为93%,较Cascade R-CNN提升1.5个百分点.
- 姜杨赵峰禹陈枭
- 关键词：机器人抓取
- 基于TS-TD3的动态环境端到端无地图导航方法
- 2023年
- 针对基于地图的移动机器人导航框架部署在动态复杂环境时出现的问题,提出一种基于时序-双延迟深度确定性策略梯度(TS-TD3)的无地图导航方法。首先,将动态场景(具有环境部分可观测性)的导航任务定义为部分可观测马尔可夫决策过程(POMDP)。其次,引入经过长短期记忆组件处理的历史信息作为模型的输入,为策略网络的确定性策略梯度引入历史信息基准,以处理隐藏在环境观测集合中的状态信息,将关注导航动作时序关联性的评价标准引入评价网络。再次,通过专家经验网络在训练前期指导策略网络的输出,以规范导航动作。最后,建立演员-评论家框架的深度强化学习(DRL)端到端模型,根据传感器感知结果直接输出控制动作。与主流DRL方法进行对比实验,在仿真实验中,该方法运动轨迹自然、稳定、具有连续性,能处理多动态障碍物交汇情况,整体导航效果表现最优;在真实动态环境的测试中,模型未作调整直接部署在未知环境中,模型的导航效果和泛化性得到验证。
- 姜杨曾铁文万东东吴成东
- 关键词：动态环境
- 面向新工科的机器人工程专业创新人才培养模式探索被引量：19
- 2020年
- 作为第三次工业革命的重要增长点,机器人及人工智能技术正渗透到各行各业,机器人带来的产业大爆发对我国高等工程人才培养提出了新的挑战,迫切需要探索机器人工程专业建设,以满足经济和社会发展的需求。文章介绍了机器人专业发展现状,讨论了面向新工科的机器人专业创新人才培养方案,通过构建有序化和个性化相结合的产学研多主体协同育人人才培养模式,设置以创新和实践为核心的交叉学科课程体系,建设基于教学科研资源转化的创新实践平台。经过实践,证明了创新人才培养模式的有效性。
- 王帅吴成东贾子熙王斐
- 关键词：课程体系
