国家科技支撑计划(2008BAF36B01)
- 作品数：30 被引量：234H指数：9
- 相关作者：王耀南印峰曹文明谭磊孙炜更多>>
- 相关机构：湖南大学湖南文理学院湖南工业大学更多>>
- 发文基金：国家科技支撑计划国家高技术研究发展计划国家自然科学基金更多>>
- 相关领域：自动化与计算机技术电气工程机械工程农业科学更多>>
- 多关节机器人逆运动学问题的实时求解被引量：8
- 2010年
- 机器人运动学方程往往呈高度非线性特性,其逆运动学计算较为复杂,实时性也难以保障。针对该问题,提出一种基于类电磁机制的逆运动学求解新方法,随机抽取问题可行域内一组初始解,仿照电磁理论中带电粒子间吸引-排斥机制,使得粒子快速收敛到问题的最优解,并结合变尺度法进一步提高求解精度。针对变尺度法中最优搜索步长难以精确计算的问题,以微搜索步长为条件,根据机器人运动微分方程推导得到变步长计算公式。最后通过算例验证了该方法的有效性。
- 印峰王耀南夏汉民
- 关键词：机器人逆运动学变尺度法
- 输电线路除冰机器人关键技术综述被引量：36
- 2011年
- 输电线路覆冰严重危害到电网的安全稳定运行,与传统除冰方法相比,采用机器人除冰在能耗、成本及安全性等方面具有优势。作为一个新兴的研究领域,国内外对除冰机器人的研究尚处在起步阶段,并没有成熟的技术可借鉴,因此有必要对现有研究成果进行系统分析和深入总结。回顾国内外高压输电线路除冰机器人的研究和应用现状,详细探讨了除冰机器人复杂柔性结构输电线缆上的高可靠性运动机构设计;复杂非结构化环境下的机器人自主行为控制与导航;无损伤高效除冰机构;野外大范围长时间工作的持续动力供给;远距离强电磁干扰条件下的机器人远程通信、监测和遥操作;恶劣工作环境中的本体特殊保护机制等关键技术问题。给出除冰机器人下一阶段研究方向的建议。
- 王耀南魏书宁印峰杨易旻谭磊曹文明
- 关键词：巡线机器人除冰机器人输电线路越障
- 具有运动耦合关节的除冰机器人运动学反解
- 2010年
- 针对循环坐标下降法(Cyclic-Coordinate Descent,CCD)只能处理各关节运动关系相对独立的开链式机械臂控制问题,阐述了一种改进的CCD算法,并研究了约束条件下CCD法的有效性和收敛性问题;研究结果表明,当关节之间存在运动耦合关系时破坏了CCD法的收敛性,各关节变量初始取值存在一个临界收敛角度;改进CCD法的收敛条件是:关节变量初始值应限定在无约束条件下运动学反解附近;最后以一个有关除冰机器人运动学问题为实例,计算结果验证了相关结论。
- 刘睿王耀南印峰
- 关键词：除冰机器人输电线运动学反解CCD算法
- 高压输电线除冰机器人的建模及运动控制被引量：4
- 2010年
- 针对高压输电线除冰机器人工作环境的特殊性以及工作任务的复杂性,建立了机器人的运动学与动力学模型。在此基础上,通过采用粒子群算法对PID控制器三个参数进行在线寻优,实现了除冰机器人的运动控制。最后针对除冰机器人在斜坡爬行的情况进行仿真实验,证明了所设计的模型与运动控制方法的可行性。
- 张海霞孙炜缪思怡
- 关键词：除冰机器人粒子群算法运动控制
- 输电线路除冰机器人障碍视觉检测识别算法被引量：27
- 2011年
- 障碍物检测识别是实现输电线路除冰机器人自主除冰作业的关键技术之一。针对220 kV输电线路的结构特点,提出了一种障碍物视觉检测识别算法。算法首先对机器人采集的原始图像进行中值滤波以减少图像噪声并减小障碍物内部的灰度差异;然后利用Otsu算法来确定Canny算子的参数,较好地提取出图像的边缘;最后利用改进的随机Hough变换(RHT)提取出几何图形基元,并施加一定的结构约束,实现了对障碍物的检测识别。在模拟线路上的实验结果表明,该方法能有效地对高压输电线路的导线以及防震锤、绝缘子等障碍物进行检测识别。
- 谭磊王耀南沈春生
- 关键词：除冰机器人图像处理HOUGH变换
- 基于类三维地图的无人机路径规划被引量：3
- 2011年
- 在无人机低空飞行时,障碍物的形状大都不规则,很难建立其准确的解析模型;针对该问题,在栅格法的基础上提出了一种利用类三维地图进行路径规划的方法;首先阐述了类三维地图的创建方法,并提出了下降方向和驻点等概念;分析了在不规则障碍环境下进行路径规划时如何避免死锁以及提高规划效率;给出了算法的具体实现步骤;仿真结果表明,在不规则障碍物环境下此方法能迅速得到较好的规划结果。
- 周良王耀南印峰张健全马波
- 关键词：无人机路径规划栅格
- 结合变尺度法的改进类电磁机制算法被引量：4
- 2010年
- 标准类电磁机制算法处理连续函数优化问题时存在最优参数选取和收敛速度问题.数值实验研究表明类电磁算法不具备初值敏感性,并在搜索后期算法收敛速度缓慢甚至可能出现停滞.数值实验分析指出粒子之间达成动态力平衡状态是造成算法停滞的可能原因之一,提出一种解决策略是摒弃EM算法后期搜索过程,结合变尺度法对EM算法前期搜索到的近似最优值进行二次优化.该混合计算方法将二者的优势相结合,实验结果表明新方法在保证计算实时性的同时,取得了较高的计算精度.最后,对EM算法本身构造提出一些改进意见,并初步建立用于连续函数优化的EM算法计算框架,为后续更深入的研究EM算法提供参考.
- 印峰王耀南杨易旻曹文明
- 关键词：连续函数优化变尺度法
- 新型无接触感应耦合电能传输技术研究综述被引量：19
- 2010年
- 阐述了无接触感应耦合电能传输技术的工作原理,给出了感应耦合电能传输技术的基本定义.对松耦合变压器的典型物理结构进行了分析与比较,对无接触感应耦合电能传输系统主电路拓扑结构进行了深入研究,得出了系统在不同结构下的等效电路,推导了不同漏感补偿拓扑下的补偿参数.分析了无接触感应耦合电能传输系统中高频逆变器结构及性能,并对系统的功率传输及控制情况进行了分析.结合目前无接触感应耦合电能传输技术的研究现状与不足,探讨了无接触感应耦合电能传输技术的发展趋势与研究方向.
- 杨民生王耀南
- 关键词：无接触电能传输感应耦合电能传输高频逆变松耦合变压器功率调节
- 大型冷凝设备水下智能清洗机器人的研制被引量：2
- 2010年
- 针对电厂120MW以上容量机组的大型冷凝设备污垢在线清洗,研发了一种清洗机器人。根据冷凝水室的工作环境,对机器人的行走机构、供水管道和机械臂的传动机构作了针对性设计,并研制了样机。采用基于视觉伺服的方法,实现了冷凝管口的自主定位控制。经实验测试,机器人的性能指标基本满足大型冷凝设备清洗自动化的需求,可推广应用于电力、化工、制药等行业,对促进大规模安全生产、节能降耗有重大的意义。
- 朱江王耀南余洪山许海霞刘理
- 关键词：清洗机器人水下
- 高压输电线路除冰机器人障碍物识别方法研究被引量：21
- 2011年
- 障碍物检测识别是高压输电线路自主除冰机器人的关键技术之一。针对220 kV输电线路特殊的机器人工作环境,提出一种基于视觉的障碍物识别方法。首先对拍摄的障碍物图像进行中值滤波、膨胀腐蚀等预处理,经OTSU阈值优化计算后,用小波模极大值算法提取图像边缘。然后计算障碍物边缘图像的联合不变矩特征,再把矩特征输入小波神经网络进行障碍物图像的分类识别。并选取防震锤、悬垂线夹、耐张线夹三类障碍物做识别试验,还把小波神经网络与普通BP神经网络识别性能进行了比较,实验表明:以联合不变矩作为障碍物识别特征具有良好的可靠性和稳定性;小波神经网络识别分类的性能良好,比普通BP神经网络具有更快的收敛速度和更高的识别精度。
- 曹文明王耀南印峰伍锡如缪思怡
- 关键词：除冰机器人小波神经网络
