摘要：知识蒸馏在图像分类等任务中是最有效的模型压缩方法之一,然而它在复杂任务如目标检测上的应用较少。现有的知识蒸馏方法主要专注于构建信息图,以过滤教师和学生在特征提取过程中来自前景或背景区域的噪声,最小化特征之间的均方差损失;然而,这些方法的目标函数难以进一步优化,且只利用教师的监督信号,导致学生缺乏对非正确知识的针对性信息。基于此,提出一种面向目标检测的对比知识蒸馏(CKD)方法。该方法重新设计蒸馏框架和损失函数,不仅使用教师的监督信号,而且利用构造的负样本提供指导信息进行知识蒸馏,让学生在获得教师的知识的同时通过自我学习获取更多知识。在Pascal VOC和COCO2014数据集上,使用GFocal(Generalized Focal loss)和YOLOv5模型将所提方法与基线方法对比的实验结果表明:CKD方法在Pascal VOC数据集上使用GFocal模型的平均精度均值(mAP)提升5.6个百分点,平均精度(阈值为0.5)AP50提升5.6个百分点;在COCO2014数据集上使用YOLOv5模型的mAP提升1.1个百分点,AP50提升1.7个百分点。

摘要：硅片搬运机器人被广泛应用于集成电路装备制造业,具有高洁净度、高稳定性、高精度的特点。为进一步提高控制硅片搬运机器人运行不同轨迹时的准确度与稳定性,针对已设计的R-θ型硅片搬运机器人,分析了其基本的传动结构,建立了基于CoppeliaSim与Matlab的实验仿真平台,同时采用传统D-H参数法建立了硅片搬运机器人的正、逆运动学模型,提出了基于逆向运动学的位置控制算法,成功实现机器人的运动控制,验证了求解模型的准确度。仿真实验的结果证明,该算法能够有效控制机器人的运动,具有实用性。

摘要：针对智能体通信时延和能源损耗问题,研究了带有时延和切换拓扑的二阶多智能体系统动态事件触发编队控制方法。在考虑通信时延的基础上,设计了一种动态事件触发机制,通过动态调整事件触发条件,使系统能够根据实时状态进行控制。根据该控制方法,建立了时延控制输入、切换拓扑和动态事件触发下闭环控制系统的数学模型,并利用李雅普诺夫稳定性理论和线性矩阵不等式理论证明了其稳定性。仿真结果表明,与现有方法相比,所提方法可以避免大量的触发,节约了网络资源,并提高了多智能体系统的收敛性能。

摘要：针对发动机导管无法通过垂直于轴线去除余量来实现精准装配的问题,提出了一种在装配阶段对发动机导管进行二次优化设计方法。首先,对导管模型进行简化处理,提出了用二次设计的导管与原导管对应关键点的距离均值与对应角度变化量均值两个参数表示导管相似度,通过实验证明了参数设置的正确性,确定了导管二次设计方法流程。然后,建立了导管二次设计的多目标优化数学模型,选用NSGA-Ⅱ求解模型的Pareto解。最后,用某导管的模型数据进行实例验证,结果表明模型求得的Pareto前沿上的每个解都小于CAD系统中手动寻优的最好解,证明了方法和数学模型的有效性,多目标优化的应用提高了该方法的准确度与效率。

摘要：由于缺乏实时的传感器信息反馈，导致传统的基于原子力显微镜的纳米操作盲目，操作效率和成功率都非常低。为了克服这一问题，设计和实现了一种具有实时视觉和三维触觉反馈的纳米操作系统。当利用该系统进行纳米操作时，操作者不但可以实时感受到探针与被操作物体间的相互作用力，还可以在3D增强现实图像界面中观察到纳米操作场景的变化，并可以在线控制探针的三维运动。这种交互式的操作系统使得纳米操作变得容易可行。纳米刻画实验和多壁碳纳米管的推动宾验验证了该系统的有效性和高效率。

摘要：可变结构体机器人是一种基于张拉整体结构设计的新型移动机器人,由刚度较大的压杆和弹性较大的拉索构成,利用自身形变产生滚动。然而由于缺乏必要的参数分析,目前其结构设计多基于经验,滚动控制往往采用固定驱动参数,未考虑材料参数与驱动参数对机器人易滚动性、能耗、结构可靠性等特性的影响;而张拉整体结构内力耦合度高,传统动力学分析参数影响极其复杂。因此,为获得低能耗、易滚动且结构可靠的可变结构体机器人,将重力矩、临界驱动长度和驱动力作为性能参数,描述可变结构体机器人的上述三项性能。通过有限元法分析方法,建立驱动参数、材料参数与三项性能参数的关系。在此基础上,提出参数优化方案,指导参数选择。通过试验验证结果的正确性。

摘要：针对空间机器人的基—臂姿态耦合问题,提出一种基于时延估计(TDE)的无模型解耦控制方法,以实现机械臂与基体的协调运动。首先,采用复合刚体动力学建模方法建立系统动力学模型。然后,分析动力学耦合特性,从多输入多输出(MIMO)角度出发,设计基于时延估计的无模型解耦控制器,实现机械臂关节轨迹精准跟踪与基体姿态稳定控制。最后,采用数值仿真方式,对比经典的基于模型解耦控制方法,即计算力矩控制(CTC),结果表明基于时延估计的无模型控制方法不仅效率更高,且解耦效果更好。

摘要：为了提高螺旋驱动式管内机器人在直管道和不同曲率半径弯管道中的环境适应能力,对自适应运动机理这一问题展开研究。考虑管道环境特点,在机器人运动学和力学建模的基础上,分别提出直行运动机理、转向运动机理和负载能力调节机理。调节螺旋轮倾角能够使螺旋驱动式管内机器人具有环境自适应性,并能够避免运动干涉和滚轮打滑的问题。基于自适应运动机理,提出一种基于自适应联动机构的螺旋驱动式管内机器人。自适应联动机构通过偏心臂反馈环境信息,并利用差动原理改变螺旋轮倾角。动力学仿真结果表明:该机器人能够机械自适应地通过直管和不同曲率半径的弯管,同时能够通过自适应联动机构调节负载能力。

摘要：为解决时变位姿和建模精度对机器人结构优化的影响,提出了一种有限元与解析法相结合的机器人实时模态分析方法,能够实时、高效、高精度地获得机器人任意位姿下的固有频率和振型。同时为降低计算量,实现全域结构优化,基于正交设计提出了一种以机器人质量与全域一阶固有频率比(M/GF)为优化目标、以机器人结构尺寸为优化变量的全域动态性能结构优化设计方法。优化结果表明:优化后的M/GF指标比优化前提高了9.90%,优化后的全域一阶固有频率指标比优化前提高了0.91 Hz。

摘要：大型生产设施的安全与能效监控,迫切需要低功耗、高精度的泛在感知,高实时、高可靠的无线传输以及动态灵活的生产管控.为此,本文首先提出一种扁平架构的无线化工业控制系统.然后,围绕感知、传输和控制等核心功能需求,系统阐述了高实时高可靠的工业无线网络设计及其时−空−频三元联合调控方法,感知终端的变周期精益采样和高能效精准时间同步方法,以及管控平台的语义化互操作和赋时工作流模型等核心关键技术.最后,研发了面向石油高效采收和电网全域安全监测的无线化工业控制系统,介绍了应用效果和成效.