朱晓明 作品数:6 被引量:7 H指数:2 供职机构: 厦门大学 更多>> 发文基金: 国家自然科学基金 福建省自然科学基金 更多>> 相关领域: 自动化与计算机技术 医药卫生 机械工程 更多>>
基于误差标定的医疗机器人视觉跟踪方法研究 2011年 影像在疾病诊断和手术计划中占有重要地位,随着机器人技术的发展以及微创手术的广泛采用,影像与机器人构成一体,形成计算机集成外科手术系统。影像不仅是疾病诊断的重要工具,它也对手术机器人进行定位、引导,对手术器械进行跟踪和控制。由于视觉和机器人具有各自的坐标系统,它们之间存在误差,当在视觉空间控制机器人运动时,该误差会映射到机器人的轨迹上。在前期手术计划、机器人视觉控制、自动显微操作的研究成果基础上,研究计算机集成外科中的手术机器人轨迹精确控制问题。采用机器人在视觉空间的运动误差对视觉系统和机器人系统间的坐标系误差进行标定,从而精确控制机器人的轨迹。误差标定方法只需要让机器人走三个点就可以完成系统坐标标定。在实验中,利用视觉系统控制机器人运动,模仿微创手术中对机器人末端器械的导引,结果表明,采用递归标定方法可以将机器人的轨迹误差控制在2个像素范围内。 朱晓明 席文明关键词:医疗机器人 视觉跟踪 激光三角法求取机器人末端工具姿态的方法研究 2011年 在机器人应用中,当机器人夹持工具时会产生姿态误差,该误差会影响工具的精确定位。为了消除机器人夹持工具时产生的姿态误差问题,我们假设工具上有圆柱体部分,当激光条照射在该圆柱体上时,从激光条下方观察,圆柱表面的激光条为椭圆的一部分,不同姿态的圆柱会使其上的椭圆弧发生变化,利用拟合方法可以求出该弧所在的椭圆方程,最终根据该椭圆求得圆柱的姿态。实验结果表明,利用该方法求得的工具姿态误差平均为0.2°和0.1°,表明该方法具有较高的精度。 朱晓明关键词:机器人 激光三角法 基于视觉的微马达转子引线自动化装配研究 被引量:2 2011年 将转子线圈的线头焊接到焊盘上是微马达制造的重要工序,由于操作对象的特殊性,线头焊接全部采用人工在显微镜下操作完成,人工焊接成本高、效率低、产品一致性差。针对这些问题,提出了一种基于视觉的微马达转子导线自动焊接方法,利用视觉自适应调整微马达的位姿。另外,采用气流定位法对转子导线进行定位,并分析了因位置和姿态调整产生耦合而造成的误差,提出了解决方案。实验结果表明,利用气流可以对导线进行精确定位,基于视觉控制的位置与姿态调整精度分别可以达到10μm和1°。 雷李辉 朱晓明 席文明关键词:微马达 视觉 自动化 基于精确力控制和离线编程的工业机器人磨削系统研究 目前,中国已经成为全球最大的卫浴产品生产与销售国家,卫浴洁具占世界总量的30%,卫浴配件约占世界总量的35%。在卫浴洁具行业的生产中,很多产品需要磨削、抛光,卫浴洁具产品的磨削、抛光主要采取人工作业。人工磨削水暖洁具存在... 朱晓明关键词:工业机器人 离线编程 文献传递 快速精确定位探针的微操作系统控制方法 被引量:5 2011年 为了快速、精确定位操作细胞的探针,利用视觉空间的特征运动误差对视觉空间与机械手空间的映射矩阵进行校正,研究了局部视觉空间重复校正方法以及误差趋近极小值的最小二乘全局校正方法.为了减小随机噪声对精度的影响,用校正后的映射矩阵替换卡尔曼滤波器状态方程中的输入系数矩阵,利用卡尔曼滤波器估计方程控制特征运动.通过实验求取映射矩阵校正后的特征运动误差,由于取点有限以及影响精度的参数较多,经过重复校正使误差趋近极小值.应用最小二乘全局校正方法,可使特征运动误差控制在5个像素范围内.采用全局校正后的映射矩阵替换卡尔曼滤波器状态方程中的输入系数矩阵,并用卡尔曼滤波器控制特征运动,可使特征运动误差控制在1个像素范围内.系统校正后,当探针跟踪孔直径为100μm、相邻孔间距为400μm的孔阵列时,跟踪10个孔的时间为14 s. 席文明 雷李辉 朱晓明关键词:微操作系统 最小二乘法 自动化生物操作算法理论与软件集成 2012年 在生命科学研究中,生物操作主要存在操作者训练时间长、操作成功率和效率低、操作缺乏一致性和重复性等问题,自动化生物操作可以解决这些问题。将多个商用设备集成在一起,利用视觉系统与机械手系统的映射矩阵建立误差校正方程,采用局部递归和全局优化标定的方法减小目标点的定位误差。在此基础上,利用卡尔曼滤波器建立系统控制方程,控制操作探针精确定位。最后,用程序实现了算法理论,并将该算法与其他设备驱动模块集成在一起,建立了柔性的、用户界面友好的软件系统。实验结果表明:建立的算法理论和软件系统,可以自动控制操作探针精确运动,运动精度在1个像素范围内。 朱晓明 雷李辉 席文明关键词:自动化 软件系统