张远辉
- 作品数：14 被引量：137H指数：6
- 供职机构：中国计量学院机电工程学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家高技术研究发展计划浙江省教育厅科研计划更多>>
- 相关领域：自动化与计算机技术电子电信交通运输工程机械工程更多>>
- 基于扰动观测器的机械手碰撞检测与安全响应被引量：10
- 2012年
- 当机械手臂与其工作环境中的物体或人体发生碰撞时,会损坏关节处的电机或给人员带来伤害,为保证人员与设备安全,设计一种外部扰动观测器对外部碰撞作用力进行估计的方法.扰动观测器基于动量守恒推导得出,当系统不受外力时观测结果指数收敛到零附近;当系统受到外力时,观测结果指数趋近于外力大小.当观测器结果及其变化率超过一定阈值时,认为外部碰撞发生.为保证手臂及碰撞对象的安全,使控制手臂远离碰撞区域,设计了机械手臂在速度和力矩控制模式下不同的安全响应控制方法.对气球以及人身体的碰撞实验表明:该方法可以在发生接触后200ms内有效地检测到碰撞的发生,并控制机械手臂以最快速度减速直至反向运动,离开碰撞区域,保证机械手臂和人员的安全.
- 钟琮玮项基韦巍张远辉陈鹏
- 关键词：机械手臂碰撞检测扰动观测器
- 基于空气阻力因子估计的乒乓机器人精确轨迹跟踪被引量：3
- 2009年
- 乒乓机器人轨迹跟踪中,由于摄像机成像畸变、目标高速运动造成的成像模糊和空气阻力等不确定因素会导致跟踪误差。针对这些问题,本文提出一种基于空气"阻力因子"估计的轨迹跟踪算法。该方法结合了Kalman滤波器快速高效的跟踪优点,先从空气动力学模型推导出"阻力因子"项,并将其引入状态向量,重新对增广的状态向量进行非线性特征建模,再采用针对非线性估计的扩展Kalman滤波算法进行状态估计。实验结果表明,该算法跟踪精度优于传统轨迹跟踪算法(速度误差由±0.5m/s减少为±0.2m/s),并具有数值计算的实时性和高效性。
- 张远辉韦巍虞旦
- 关键词：KALMAN滤波视觉目标跟踪
- 基于Proteus的XY数控工作台仿真模型设计被引量：5
- 2015年
- 设计了一款基于Proteus的XY数控工作台仿真模型,该模型具有两轴步进电机的控制信号输入、丝杠两端限位信号输出、工作台运动轨迹实时绘制等功能。搭建了以51单片机为控制核心,具有液晶屏显示接口、手动开关控制功能的XY数控工作台示例电路。将该模型应用于机电一体化课程教学中,可以节省机械和电路硬件成本,锻炼学生机电一体化系统设计和调试能力,对促进学生综合实践能力的提升具有重要意义。
- 张远辉张鼎许昌谢波
- 关键词：数控工作台PROTEUS机电一体化仿真模型
- 基于简化非线性观测器的LuGre动态摩擦力补偿被引量：2
- 2012年
- 针对机械手臂控制中使用LuGre模型进行动态摩擦力补偿时的内部摩擦力状态识别问题,在已有的非线性观测器和基于滑模的观测器的研究基础上,缩减非线性观测器中的冗余部分,提出简化非线性观测器.采用Lya-punov方法分析基于该观测器的自适应控制算法的稳定性,说明简化观测器的使用条件为加入合适的低通滤波器,消除速度采样高频波动对观测结果的影响.实验结果对比了3种内部摩擦力状态观测器在动态LuGre摩擦力补偿中对手臂控制效果的影响,采用3种观测器进行自适应跟踪控制时的位置跟踪精度分别可以达到0.010、0.009和0.004rad.实验表明,采用简化观测器可以取得比前2种观测器更好的自适应控制效果.
- 钟琮玮项基韦巍张远辉
- 关键词：机械手自适应控制摩擦力补偿LUGRE模型非线性观测器
- 基于多特征空间的均值漂移算法被引量：7
- 2009年
- 传统均值漂移跟踪算法都是基于单个特征空间,这不能较好地解决特征相似目标对跟踪的干扰.文中归纳多种具有分布特性的局部性特征,并对各种特征的区分能力提出具体的测度方法,使得特征的选择能够自适应.并在分析均值漂移算法中权重值计算的基础上,提出在多特征空间下,依据特征区分能力赋予相应的权重值,进而融合至均值漂移算法中.改进算法能够有效利用各种特征,使其相互补足,提高目标跟踪的鲁棒性.对于视频序列的实验表明,改进算法能够对受干扰的目标进行有效的实时跟踪.
- 虞旦韦巍张远辉
- 关键词：均值漂移多特征空间鲁棒性
- 基于影子的乒乓球机器人单目视觉系统标定被引量：4
- 2009年
- 视觉系统的场景标定问题是乒乓球机器人研究中要解决的首要任务。针对传统的双目视觉方案中图像处理运算量大、成本高、高速同步采集实现较为困难的缺点,探索了一种单目摄像机下的基于影子辅助成像的视觉标定方法。从单目摄像机模型出发,简化立体映射为平面映射,利用视觉场景中灯光、乒乓球和影子之间的几何关系,结合最小二乘法和最小误差估计,准确地计算视觉系统中灯与摄像机的位置,为图像识别和3维目标定位奠定基础。该方法既标定了摄像机的参数,同时也标定了辅助灯的参数,而且从平面图像坐标计算3维坐标过程简便,实验结果证明其具有较高的精度(<4mm),可应用于快速图像处理的场合(>60fps),有望成为一种低成本、便捷而有效的方法。
- 张远辉韦巍虞旦彭博
- 关键词：乒乓球机器人影子
- 在线角速度估计的乒乓球机器人视觉测量方法被引量：6
- 2012年
- 针对目前乒乓球机器人在视觉跟踪过程中无法准确识别和跟踪旋转球轨迹,导致预测结果误差较大的问题,提出基于在线旋转角速度估计的视觉测量方法.该方法应用空气动力学的理论知识对旋转球的受力情况进行分析建模,构建旋转球轨迹的过程方程和观测方程,利用非线性扩展Kalman滤波器对包括角速度在内的运动状态进行估计.通过仿真实验和实际轨迹跟踪实验验证了该方法的有效性和正确性,且预测结果优于同类跟踪方法.该方法亦可应用于实时高速目标跟踪的场合.
- 张远辉韦巍
- 关键词：乒乓球机器人KALMAN滤波角速度
- 基于实时图像的乒乓机器人Kalman跟踪算法被引量：6
- 2009年
- 针对乒乓球高速运动图像模糊、空气阻力以及摄像机成像畸变等因素导致的误差问题,提出一种自适应测量协方差的离散Kalman轨迹估计算法.该算法通过动态调整测量协方差的大小,实现了对目标运动轨迹的准确跟踪,并进一步为乒乓球落点预测和手臂击打奠定了基础.实验表明,在图像采集速率高于70帧/s、乒乓球速度超过5 m/s的情况下,该算法能有效地克服测量噪声和数据丢失的干扰情况的影响,给出优良的跟踪结果.同时该算法跟踪精度高,计算量小,适用于高速目标跟踪的场合.
- 张远辉韦巍虞旦
- 关键词：KALMAN滤波
- PLC课程实验教学改革与探索被引量：15
- 2014年
- 为了改善PLC课程实验教学效果,本文针对该课程的实验教学现状,即以验证性实验为主、实验内容侧重编程指令的熟悉等情况,从实验教学内容、实验项目设置、实验评价方法和实验考核机制等方面进行改革探索。我们在教学过程中着重突出多种编程方法的熟练应用,以适应未来企业人才的培养需要,提高学生的就业竞争力。
- 魏艳红许昌王桂荣张远辉
- 关键词：PLC编程方法
- 基于单目视觉的移动机器人跟随被引量：17
- 2010年
- 针对室外环境下移动机器人基于单目视觉对目标人实时跟随问题进行了研究,提出通过均值漂移算法对像平面目标的跟踪来实现目标定位。为了补偿摄像机运动造成目标在像平面的偏移,提出了以卡尔曼滤波器的估计值作为均值漂移算法的启动点,然后利用均值漂移算法获得最终位置;为了估计单目视觉下目标与机器人之间的距离,提出了一种借助于主颜色描述子和形状直方图的间接景深计算方法。室外实验表明该算法具有很好的实时性和鲁棒性,能有效实现复杂室外环境下对人的跟随。
- 虞旦韦巍张远辉
- 关键词：均值漂移
