基于事件相机的机械臂视觉伺服系统研究

来源 :哈尔滨工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:tianxu36966688
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
近些年基于仿生原理设计的事件相机因其独特的优势受到学界和工业界越来越多的关注,联合事件相机和工业机器人设计视觉伺服系统将大幅提升工业机器人的智能化程度。但受运动方向和速度影响,事件反映的特征信息会出现严重缺失或者模糊的情况,使得当前基于事件的检测算法的精度和稳定性难以满足机械臂视觉伺服系统需求,而传统相机输出的强度帧几乎不受运动影响,并完整输出场景中的特征信息,但相比于事件,强度帧具有信息冗余度高、动态范围低、低光照环境中特征信息表现不佳等缺点。本文将基于事件和强度帧的互补性设计高性能的检测算法,并联合机械臂建立了视觉伺服系统。首先,本文介绍了基于事件相机建立机械臂视觉伺服系统的相关知识,包括事件的产生原理以及现有的表示方法,并总结设计了一种可以精确同步事件和强度帧信息的事件采样方法,为后续基于事件和强度帧的互补性设计检测算法提供了信息同步基础,最后介绍了机械臂视觉伺服模型。其次,本文基于事件和强度帧的的互补性设计了特征检测算法和目标检测算法。特征检测算法首先根据事件可以反应边缘特征信息的特点,联合强度帧设计了一种边缘检测算法来获得具有强边角响应的底层图像表示,并在此图像表示基础上进行Harris角点检测及跟踪算法设计,来获得高性能的特征检测及跟踪结果。目标检测算法首先根据课题中视觉伺服系统的需求以及硬件环境选型并裁剪了基线实例分割检测算法,并基于目标运动的时空连续性设计算法改进基线检测算法的识别精度,之后联合改进的识别结果将图谱聚类算法应用到事件点中来改进基线检测算法的定位精度,其中为了提升了聚类算法的处理速度,设计了一种稀疏采样算法来大幅减少事件数据量。两种检测算法都是局部采样处理事件附近的强度帧信息,使得检测算法处理的整体数据量稀疏,保证了检测算法的实时性能。最后基于课题的工作环境收集了两类数据集,来验证课题设计的两种检测算法在挑战环境中的有效性,并对课题搭建的基于事件相机的机械臂视觉伺服系统进行仿真和实物实验来验证系统的有效性。
其他文献
吸气式高超声速飞行器由于其高超声速、大射程、快响应等优点,具有重大军事、经济价值,但是其非线性强、飞推耦合严重、模型不确定性大等特点对控制系统设计提出了挑战。因此本文在飞-推一体化思想指导下对高超声速飞行器巡航段的状态约束保性能鲁棒控制方法进行深入研究,重点解决:应对模型摄动的系统鲁棒性、外界扰动抑制、跟踪误差性能与发动机进气条件约束、控制饱和与工程环境下的噪声抑制等问题。主要研究内容包括:首先定
学位
含油污泥的处理是世界性难题,同时含油污泥中的原油回收也是可持续发展的研究热点。热化学清洗技术具有操作简单、快速有效和成本低廉等优点,适用于含油污泥的资源化处理。但是,此工艺的处理深度不够,需要配合其他技术使用。药剂调质可用于热化学清洗技术的预处理阶段。高铁酸钾是具有多重功效的绿色强氧化剂,被证明可用于污泥脱水,其强氧化性可将黏性外壳破坏,大大提高除油效果。本文将先进行含油污泥理化特性的研究,然后对
学位
储层是形成天然气气藏的重要地质条件之一,也是关乎到能否形成优质的储气库的重要条件。与气藏开发不同的是,储气库具有循环注采、强注强采的特征。相较于常规砂岩储层,碳酸盐岩储层具有低渗透性、脆性强的特征,在注采循环作用下极易发生破坏风险。本文以国内某碳酸盐岩储气库为背景,通过结合室内试验和四维动态应力场数值模拟建模对碳酸盐岩储层特征进行评价分析。主要开展了岩石力学试验和渗流力学试验;在室内试验的基础上开
学位
<正>打造一批“带兵打仗”的骨干队伍,储备一批“经验丰富”的预备队伍,选聘一批“随时能上”的兼职队伍,不断提升适应新形势新任务的督查能力水平。随着党和国家事业发展,党委决策的广度、深度不断拓展,抓落实的任务越来越重、要求越来越高、难度越来越大。进一步加强和改进党委督查工作,必须把党委督查队伍建设牢牢抓在手上,努力建设三支高素质专兼职督查队伍,不断提升适应新形势新任务的能力水平。
期刊
现代建筑结构为了实现大跨和超高,对建筑构件的力学性能提出了更高的要求。传统混凝土结构存在自重大、抗裂性能差等缺点,传统钢结构又易发生屈曲、稳定性较差、抗火性能差,这两种传统的工程结构逐渐不能满足现代建筑日新月异的发展。为了实现建筑结构的大跨、超高以及满足结构的抗火抗风抗震等需求,应运而生了钢管混凝土结构。钢管混凝土结构作为一种新型的组合结构,由于其具有高强、抗震等优异的性能,在工程领域得到了越来越
学位
大气外航天器具有飞行速度快、飞行距离远,应用价值高的特点,其在对地通讯,以及科研工作等方面起着不可或缺的作用。为保障航天器的正常运行,对其抵近观测获取故障信息,从而提出应对策略有着重要意义与价值。本文以航天器作为目标,通过分析考虑目标机动的中制导、增加偏置距离观测且含有假目标的末制导等热点问题,以近距离观测航天器为任务,研究抵近飞行中末制导方法。主要研究内容如下:作为制导律研究的基础,给出考虑J2
学位
目的 探讨神灯照射联合综合性护理在肺部感染患者中的应用效果。方法 选取2019年3月至2020年1月高安市中医院诊治的68例肺部感染患者作为研究对象,按随机数字表法将患者分为对照组和观察组,各34例。对照组给予综合性护理,观察组在对照组基础上应用神灯照射干预,比较两组干预前、干预10 d后的血氧饱和度(SpO2)、第1秒用力呼气容积(FEV1)水平及康复时间。结果 干预前,两组SpO2、FEV1水
期刊
目的:分析重症监护室病人发生肺部感染成因,并评价护理干预在其中的的效果。方法:从本院2019年10月至2020年10月重症监护室收治的患者中选取100例作为研究对象,按照随机方式分为对照组和研究组,每组各50例。对照组采用常规护理,研究组采取针对性护理干预,分析两组患者并发肺部感染的原因,并对比两组各项原因的发生率,同时对比两组的护理效果。结果:患者并发肺部感染的原因包括侵入操作、排痰不顺或误吸、
期刊
随着工业化水平的提高,电机已成为人们生产生活中最重要的动力设备,被广泛应用于国民经济生产的各个领域。在电机长期运行过程中,不可避免地会发生一些故障,如果电机故障不能被快速有效地处理,容易造成重大事故。研究表明,电机转轴径向振动信号包含了大量有关电机运行状态的信息。本论文的研究目的是探索电机转轴径向振动检测的新方法,以解决目前传统光学干涉测量方法存在受散斑干扰严重、精度低、不易准直以及体型大,难以安
学位
如今,电能已经成为当今社会发展和人们日常活动中必不可少的动力来源,动力系统中的电机是最主要的动力源和驱动设备,而轴承又是电机中最主要的部件之一,因此对电机轴承进行健康状况监测和故障诊断有着重要意义。传统的故障诊断方法要求有丰富的故障诊断知识,并且诊断过程极其复杂,费时费力,限制了诊断技术的发展,而深度学习中的卷积神经网络凭借其强大的特征提取能力,在故障诊断领域发展迅速。因此,本文针对电机轴承故障诊
学位