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公开(公告)号:CN116954062A
公开(公告)日:2023-10-27
申请号:CN202310062873.4
申请日:2023-01-18
Applicant: 中国矿业大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明公开了一种基于非洲秃鹫优化算法的太空采矿机器人运动控制方法,包括根据太空采矿机器人的实际情况,建立其运动学模型。考虑小行星表面崎岖多变的实际情况,在建立电机传递函数的过程中,加入了校正网络环节来提高太空采矿机器人控制系统的整体性能;本发明采用改进的非洲秃鹫优化算法对系统参数进行优化选取;在非洲秃鹫算法的基础上,加入了非线性自适应递增惯性权重因子和反向学习竞争策略,有效增强了算法的局部搜索能力和全局搜索能力,避免算法的局部最优现象,提高了算法的运行时间和鲁棒性;通过改进算法对PID控制系统参数进行优化选取,避免了局部最优问题,增强了太空采矿机器人系统的控制及轨迹跟踪效果。
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公开(公告)号:CN116276873A
公开(公告)日:2023-06-23
申请号:CN202211105823.1
申请日:2022-09-09
Applicant: 中国矿业大学
Inventor: 刘新华 , 王百一 , 华德正 , 刘霄阳 , 格热戈尔茨·罗尔奇克
Abstract: 本发明公开了一种多功能集成化的太空采矿机器人,包括机器人主体、移动模块、采样抓取模块、钻探模块和环境感知模块。本发明的有益效果是:集多个模块于一体,实现了太空采矿机器人在外太空探查、行走、勘测、采样等多功能协同工作,其自身差动系统,可以使根据其当前所处的工作环境改变其运动模块的结构形状,实现其不同工作环境中的平稳运行,选用铝基碳化硅复合材料、镍基钛记忆合金材料新型材料,提高了机器人整体的刚度、强度以及对不同工作表面的适应程度,可适用于火星、月球、近地小行星等多种天体的多种类工作任务,极大地增加了太空采矿设备的适用性,有力推动了太空采矿智能机器人设计的变革。
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公开(公告)号:CN115826570A
公开(公告)日:2023-03-21
申请号:CN202211407575.6
申请日:2022-11-10
Applicant: 中国矿业大学
Inventor: 刘新华 , 王百一 , 华德正 , 刘霄阳 , 格热戈尔茨·罗尔奇克
IPC: G05D1/02
Abstract: 本发明公开了一种基于SSA‑PIDNN的太空采矿机器人轨迹控制方法,在太空采矿机器人的基础上,利用反演控制法建立其运动学模型,将复杂的非线性系统分解成多个更简单和阶数更低的系统,实现对太空采矿机器人轨迹控制系统的有效控制和全局调节;在控制算法上,以麻雀搜索算法为基础,同时加入了步长调整因子和飞行策略,较基础的麻雀搜索算法,极大地提高了算法寻优能力,避免算法陷入局部最优;利用智能优化算法的信息综合能力和强学习效率,对神经网络PID控制系统的初始权值和阈值进行最优初始化,使得优化之后的神经网络PID具有较高的自学习能力,保证了整个系统的鲁棒性,极大地增强了该系统的轨迹控制效果。
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公开(公告)号:CN115755579A
公开(公告)日:2023-03-07
申请号:CN202211295394.9
申请日:2022-10-21
Applicant: 中国矿业大学
Inventor: 刘新华 , 王百一 , 华德正 , 刘霄阳 , 格热戈尔茨·罗尔奇克
IPC: G05B11/42 , G06F30/20 , G06N3/006 , G06F119/14
Abstract: 本发明公开了一种基于麻雀搜索算法的小行星表面太空设备的轨迹跟踪算法,包括太空采矿车系统,太空采矿车系统根据小行星表面的土壤条件建立轮土作用力估计模型,太空采矿车系统通过运动学分析及动力学分析分别建立车轮动力学分析模型和整车动力学分析模型,太空采矿车系统通过SSA‑PID控制模型解出现有状态下太空采矿车的运动轨迹,最后输出。本发明的有益效果是:该算法在动力学建模过程中,根据小行星复杂的表面环境,考虑了车轮有效半径变化因素,避免了可能带来的运动误差影响,采用麻雀搜索算法优化的PID控制,对PID控制参数进行优化,避免了局部最优问题,增强了轨迹跟踪效果。
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公开(公告)号:CN119036067A
公开(公告)日:2024-11-29
申请号:CN202410993789.9
申请日:2024-07-24
Applicant: 中国矿业大学
Inventor: 刘新华 , 张龙杰 , 申玉瑞 , 王其雨 , 格热戈尔茨·罗尔奇克
Abstract: 本发明公开了一种基于机器视觉的轴孔类零件位姿调整和定位方法,包括通过机械臂带动相机对零件端面进行拍摄,通过RANSAC算法对图像数据进行误差点剔除,通过椭圆特征确定零件端面的法向量,进而计算出零件偏斜的俯仰角和水平角,二维云台将偏差角度补偿从而将零件调平。本发明通过机械臂以及二维云台的配合,机械臂将相机移动至预设位置,相机启动对零件端面进行拍摄,通过RANSAC算法对图像数据进行误差点剔除,通过椭圆特征确定零件端面的法向量,进而计算出零件偏斜,提高了轴线偏差和圆心定位的精度,能够在压装之前先对轴孔类零件装夹时产生的轴线偏差进行测量及调整,提高了零件压装的精度及成功率。
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公开(公告)号:CN118494793A
公开(公告)日:2024-08-16
申请号:CN202410423521.1
申请日:2024-04-09
Applicant: 中国矿业大学
IPC: B64G4/00
Abstract: 本发明公开了一种基于Kresling折纸三稳态特性的多模态气动空间探测机械臂,包括机械臂,机械臂包括折纸单元,折纸单元内设置有气囊。本发明以Kresling折纸作为单元结构,在保证机械臂轻量化的同时,降低探测过程中机械臂及目标对象之间的相互作用力,提高结构可靠性,有效适应太空天体微重力等特殊环境。本发明的折纸结构通过在单元内侧的气囊进行膨胀辅助,使其特定表面达到具有高刚度稳定特性的第三稳态,打破Kresling折纸原有的变形模式,增加弯曲动作,对气囊的状态可编程控制还可以实现机械臂的全周弯曲以及多样化的运动模态,有效提高了连续体机械臂执行复杂任务的能力,促进了折纸结构在软体机器人空间探测技术领域的发展。
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公开(公告)号:CN117084730A
公开(公告)日:2023-11-21
申请号:CN202310717715.8
申请日:2023-06-15
Applicant: 中国矿业大学
Abstract: 本发明公开了一种基于IGJO的花生形磁流变胶囊机器人活组织采样控制器,包括针对花生形磁流变胶囊机器人的活组织采样模块进行力学分析,研究了外部驱动永磁体对胶囊机器人的驱动作用,建立胶囊机器人的活组织采样控制器,设计改进的金豺优化算法,在种群初始化阶段,引入Fuch映射理论和精英种群策略,对金豺种群进行优化初始化,在种群的迭代输出阶段,引入了自适应惯性权重ω和改进的麻雀算法中的探索者位置更新策略,对金豺种群的输出解予以重复优化,有效提高算法的全局搜索能力。本发明提高了金豺算法的算法性能,避免陷入局部最优,实现对胶囊机器人的活组织采样控制器参数的优化调节,优化控制效果,提高了控制精度。
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公开(公告)号:CN116643485A
公开(公告)日:2023-08-25
申请号:CN202310330657.3
申请日:2023-03-30
Applicant: 中国矿业大学
IPC: G05B11/42
Abstract: 本发明公开了一种基于IDMO‑PID的磁控胶囊机器人精确运动控制器,包括磁控胶囊机器人以及外部磁源,磁控胶囊机器人放置在人体胃部,外部磁源设置在人体外侧;本发明通过对胶囊机器人运动方式和空间磁场合理解析,优化设计胶囊机器人的运动控制系统;基于线性递减惯性权重因子和柯西‑高斯变异策略对侏儒猫鼬优化算法的种群位置更新阶段和最优解输出阶段进行优化,有效改善并合理平衡了基础侏儒猫鼬优化算法在不同阶段的全局搜索能力和局部搜索能力,提高算法的收敛进度和收敛速度;通过改进的侏儒猫鼬优化算法对胶囊机器人的运动控制系统参数进行优化,实现胶囊机器人在多源空间磁场下的精确运动。
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公开(公告)号:CN116520688A
公开(公告)日:2023-08-01
申请号:CN202310168005.4
申请日:2023-02-27
Applicant: 中国矿业大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明公开了一种基于IAVOA的主从太空采矿机器人自适应控制系统,包括根据太空采矿机器人的结构及运动特点,建立太空采矿机器人的主从运动学模型,进而建立太空采矿机器人的轨迹跟踪控制系统;在控制器设计过程中,采用直接反馈线性化理论,实现太空采矿机器人非线性系统的全局精确线性化,大幅简化太空采矿机器人的运动学问题;通过引入Henon混沌映射种群初始化和精英种群策略,实现了算法种群的最优初始化,外部存储库能够帮助秃鹫种群选择更多的解空间,避免产生大量相同非劣解;可以使得太空采矿机器人控制系统控制参数的自适应优化调节,有效应对小行星表面复杂的工作环境,实现系统对于太空采矿机器人运动的精准控制。
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公开(公告)号:CN115909289A
公开(公告)日:2023-04-04
申请号:CN202211238882.6
申请日:2022-10-11
Applicant: 中国矿业大学
IPC: G06V20/59 , G06V40/16 , G06V10/82 , G06V10/774 , G06N3/0464 , G06N3/084 , G06N3/096
Abstract: 本发明公开了一种基于深度学习的车载人脸表情识别方法,包括加载FER图像数据集、图像预处理、将数据集分为训练和测试样本、使用预训练的SqueezeNet网络建立模型参数、对模型进行特征提取、将图像数据测试到模型中进行情感分类、计算性能测量参数。本发明的有益效果是:使用一种迁移学习的表情识别框架,实现了通过挤压网络对面部表情的分类,通过迁移学习实现CNN模型的挤压网络用于驾驶员微表情识别;使用一些FER数据库进行性能的评估;分析对比最精确的方法;通过研究卷积神经网络在面部表情识别中的表现,使用一个小型的CNN架构SqueezeNet,它的参数少,执行速度更快,可以在嵌入式系统中部署。
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