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公开(公告)号：CN114137953A
公开(公告)日：2022-03-04
申请号：CN202111188065.X
申请日：2021-10-12
申请人： 杭州电子科技大学 , 国网河南省电力公司电力科学研究院 , 国家电网有限公司
摘要： 本发明公开了一种基于三维激光雷达的电力巡检机器人系统及建图方法，本发明的系统架构，包括硬件控制层、硬件驱动层、建图与定位算法层，该方法包括：获取所述三维激光雷达扫描得到的3D点云数据、将3D点云进行2D化数据处理；获取所述2D化点云数据、通过轮式里程计得到的机器人的位置数据和通过惯性测量单元得到的机器人的姿态数据，既机器人的预测位姿、通过2D点云反向确定出的机器人的位置数据和姿态数据，既机器人的观测位姿；通过CSM方法匹配机器人的观测位姿和预测位姿求得机器人的真实位置、姿态数据，获取所述2D点云数据中的各个激光点的实际坐标；基于所述2D点云数据中的各个激光点的实际坐标，生成第一地图。
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公开(公告)号：CN114707316A
公开(公告)日：2022-07-05
申请号：CN202210296609.2
申请日：2022-03-24
申请人： 杭州电子科技大学 , 国网河南省电力公司电力科学研究院 , 国家电网有限公司
摘要： 本发明公开了一种使用Cuda加速大规模BA并行优化方法，包括如下步骤：S1、构建系统的能量残差方程；S2、求解线性方程组；S2‑1对Jl进行QR分解；S2‑2使用QR分解边缘化线性方程组；S3、将求解得到Δxp，Δxl代入原系统方程实现BA优化。上述技术方案，提高了计算的数值稳定性，并允许用单精度浮点数解决大规模束平差问题，使得线性方程组Ax＝b求解具有良好的并行性。这极大的提高了线性方程求解的并行度，有效的提高线性方程组求解效率，从而有效的摆脱现有硬件资源的限制，实现大规模三维场景三维重建过程中的优化，并且极大的提高了优化效率，提高了全局位姿与观测点的优化效率，优化结果能够作为重建出更大规模三维场景稀疏三维点云的基础。
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公开(公告)号：CN114782626B
公开(公告)日：2024-06-07
申请号：CN202210393283.5
申请日：2022-04-14
申请人： 国网河南省电力公司电力科学研究院 , 杭州电子科技大学 , 国家电网有限公司
摘要： 本发明公开了一种基于激光与视觉融合的变电站场景建图及定位优化方法，首先获取单线激光雷达、惯性传感器IMU、里程计和双目图像数据，进行预处理；然后进行局部定位与建图，构建子地图；在进行激光线程定位与建图的同时，同步进行对双目图像的处理即视觉线程，实现特征点跟踪，判断关键帧；再对获得的关键帧进行目标检测；最后生成语义地标，并投影至子地图；优化子地图，并进行全局优化。本发明方法结合了基于图优化的定位算法和深度学习的优势，可以得到完整的、可供稳定定位的导航地图，大大缩短了特征匹配时间，极大增加了变电站复杂运维场景下的定位的稳定性，并且使得在变电站场景下的导航更加快速和可靠。
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公开(公告)号：CN115407352A
公开(公告)日：2022-11-29
申请号：CN202211003293.X
申请日：2022-08-19
申请人： 杭州电子科技大学 , 国网河南省电力公司电力科学研究院 , 国家电网有限公司
摘要： 本发明公开了基于粒子滤波和图优化的机器人定位和建图系统及方法。基于SIR滤波器进行重采样策略优化，使用最小采样方差重采样方法代替简单判断权重大小的重采样方法，有效提高粒子多样性。引入子图系统，同时维护两张活跃子图，一帧激光数据与两张子图构建约束，并通过相关性扫描匹配构建回环约束，进行后端优化。利用非线性最小二乘法最小化误差，优化所有历史位姿与子图位姿，并在优化后的位姿集中继续添加新位姿。本发明使用粒子滤波器作为前端里程计，估计良好的位姿初值，生成局部子图，并结合图优化利用所有时刻信息最小化误差的优势，在满足实时性要求的前提下，获得高精度的位姿和栅格地图，为后续变电站巡检工作提供参考。
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公开(公告)号：CN114782357A
公开(公告)日：2022-07-22
申请号：CN202210406249.7
申请日：2022-04-18
申请人： 杭州电子科技大学 , 国网河南省电力公司电力科学研究院 , 国家电网有限公司
摘要： 本发明公开了一种用于变电站场景的自适应分割系统及方法。自适应分割系统包括变电站巡检机器人、服务器、数据预处理模块、误差判断模块、聚类模块、位姿规范转换模块和数据填补模块；本发明方法通过对点云数据进行处理，通过欧式距离在很大程度上简化在线标定的难度，加强实时性和鲁棒性，在线自标定在变电站环境的新的思路和方法。结合于变电站场景下的点云数据提出一个灵活场景约束应对相机外参变化，在两阶段三维点云分割框架，结合了传统欧几里得算法和深度学习降低点云数据量，加快变电站场景分割速度和准确性，缩短系统运行时间，使得实时性和鲁棒性提高。并进行位姿转换对数据进行填补，使得后续机器人导航更加准确。
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公开(公告)号：CN114638909A
公开(公告)日：2022-06-17
申请号：CN202210295464.4
申请日：2022-03-24
申请人： 杭州电子科技大学 , 国网河南省电力公司电力科学研究院 , 国家电网有限公司
摘要： 本发明公开了一种基于激光SLAM和视觉融合的变电站语义地图构建方法，包括如下步骤：S1‑1对深度相机进行内参标定以及激光雷达和相机的外参联合标定；S1‑2、对深度相机和激光雷达获取的数据进行同步预处理；S2‑1通过激光雷达采集的点云数据以及里程计信息进行运维环境的地图建模；S2‑2、获取深度相机的RGBD图像，通过深度学习进行目标识别，以及场景信息理解，获取其语义信息；S2‑3、进行坐标转换，将步骤S2‑2中识别的目标投影至栅格地图中，为变电站提供环境认知信息；S3、重复步骤S2，完成语义地图的构建。采用上述技术方案，在建图过程中，对不同天气环境及光照条件适应性较高的优点，算法可有效去除激光运动畸变，提高建图的精度，减小累积误差。
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公开(公告)号：CN114782626A
公开(公告)日：2022-07-22
申请号：CN202210393283.5
申请日：2022-04-14
申请人： 国网河南省电力公司电力科学研究院 , 杭州电子科技大学 , 国家电网有限公司
摘要： 本发明公开了一种基于激光与视觉融合的变电站场景建图及定位优化方法，首先获取单线激光雷达、惯性传感器IMU、里程计和双目图像数据，进行预处理；然后进行局部定位与建图，构建子地图；在进行激光线程定位与建图的同时，同步进行对双目图像的处理即视觉线程，实现特征点跟踪，判断关键帧；再对获得的关键帧进行目标检测；最后生成语义地标，并投影至子地图；优化子地图，并进行全局优化。本发明方法结合了基于图优化的定位算法和深度学习的优势，可以得到完整的、可供稳定定位的导航地图，大大缩短了特征匹配时间，极大增加了变电站复杂运维场景下的定位的稳定性，并且使得在变电站场景下的导航更加快速和可靠。
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公开(公告)号：CN114115323B
公开(公告)日：2024-03-26
申请号：CN202111543956.2
申请日：2021-12-16
申请人： 杭州电子科技大学
IPC分类号： G05D1/495 , G05D1/46 , G05D101/10 , G05D109/20
摘要： 本发明公开了一种三舵机驱动的仿鸟类扑翼飞行器的建模及控制方法，基于三舵机独立控制的仿生扑翼飞行器，建立其动力学模型，并基于该模型设计了飞行控制方案。扑翼飞行器通过提升改变机翼扑动频率提升自身的升力和推力，通过改变机翼扑动的平衡位置改变飞行器的俯仰角度的姿态，实现飞行器的快速俯冲和爬升等飞行动作。同时扑翼飞行器改变尾翼的扭转角度可以实现转向动作。飞行控制系统根据导航信息生成平面恒速飞行的飞行指令，位置和姿态控制系统根据飞行指令和建立的气动模型生成舵机驱动信号。在飞行器动力处于低耦合的情况之下实现对扑翼飞行器的俯仰角度、偏航角度和横滚角度的控制，以此实现扑翼飞行器的位置控制。
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公开(公告)号：CN117621081A
公开(公告)日：2024-03-01
申请号：CN202311777311.4
申请日：2023-12-21
申请人： 杭州电子科技大学
IPC分类号： B25J9/16
摘要： 本发明公开了一种舒适空间约束下的机械臂运动规划方法及规划系统，属于服务机器人末端路径规划领域，包括以下步骤：S1、构建被服务人的三维舒适空间模型，并通过机械臂的末端运动基元制作用于启发式搜索的地图；S2、根据三维舒适空间模型在地图中引入舒适代价；S3、使用ARA*算法对地图进行启发式搜索，依据评估函数扩展节点，再对每个新扩展的节点做碰撞检测以确定节点的可用性，直至获得综合代价最小且无关节碰撞的最优路径。本发明采用上述舒适空间约束下的机械臂运动规划方法及规划系统，实现了对机械臂末端路径的规划，使其能尽可能减少对被服务人舒适空间的入侵，具有更小的综合代价和较好的稳定性。
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公开(公告)号：CN117109555A
公开(公告)日：2023-11-24
申请号：CN202310940523.3
申请日：2023-07-28
申请人： 杭州电子科技大学
摘要： 本发明公开了一种适应于树林环境下的树干喷涂机器人的控制方法，属于移动机器人控制技术领域。设计智能化树干喷涂机器人；使用三维激光雷达构建三维点云地图，建立二维栅格地图；在树林环境下，基于深度相机，构造树干目标点路径规划算法；识别并分割树干涂刷区域，并计算该区域的面积；机器人将第一棵树木喷涂完成后，进行原地检索，检索下一棵距离最近的树木，执行上述步骤，完成对下一棵树木的涂刷工作。本发明中的机器人稳定性更强，测距精度高，并且能够实现自主定位和识别。同时行进路线高效简单，减少了事故频发和安全性能低的问题。本发明中的机器人更具智能化、更高的泛用性和更高的安全性。
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