摘要：结构光视觉传感器是视觉焊缝跟踪系统获得焊缝信息的重要组成部分,其测量误差与性能对焊缝跟踪系统的总体测量精度及可靠性有着直接影响。本文对应用于焊缝跟踪的结构光视觉传感器进行误差分析,包括传感器硬件系统结构误差、激光散斑噪声误差及镜头畸变误差等,并对不同结构方式下的视觉传感器建立了数学模型,具体分析了结构参数对其误差的影响,提出结构光视觉焊缝跟踪传感器优化设计方法,并依据仿真结果给出结构优化设计参数,最后通过实验验证了该优化设计方法的正确性。

摘要：介绍了Zernike矩及基于Zernike矩的图像亚像素边缘检测原理,针对Ghosal提出的基于Zernike矩的亚像素图像边缘检测算法检测出的图像存在边缘较粗及边缘亚像素定位精度低等不足,提出了一种改进算法.推导了7×7 Zernike矩模板系数,提出一种新的边缘判断依据.改进的算法能较好检测图像边缘并实现了较高的边缘定位.最后,设计了3组不同的实验.实验结果同Canny算子及Ghosal算法相比,证明了改进算法的优越性.

摘要：从工程应用的角度出发,在三个控制点构成等腰三角形且仅考虑图像坐标检测误差的条件下,研究了横滚角对 P3P 位姿测量方法鲁棒性的影响。首先在理论上推导出位姿参数误差与图像坐标检测误差间的关系,在此基础上通过简化条件下的理论推导结合一般条件下的统计分析得到如下结论:当横滚角为0°或±90°时,测量位姿的鲁棒性较好,而当横滚角为±45°或±135°时,测量位姿的鲁棒性最差。这一结论对位姿测量系统的设计具有一定的指导意义。

摘要：介绍一种新型激光叠焊系统,利用该系统可将尺寸范围为12.0m×1.5m厚度不等的两块不锈钢板重叠焊接在一起。针对大尺寸不锈钢板尺寸大、易变形等特点提出了主—辅式压紧机构,有效地控制了焊接过程中大尺寸板材的变形并消除了板材间隙;设计了ufxyz型四轴联动方案:u轴与x轴同向,u轴驱动钢板进行大范围运动,x轴驱动激光头小范围运动。u轴与x轴的复合运动提高系统精度的同时提高了系统焊接动态响应速度。对实际焊接板材进行试验验证,结果表明使用该系统进行焊接的钢板可承受压强最大能达到6.1MPa。

摘要：运用跨层设计思想和方法研究了超宽带(UWB)无线自组织(Ad hoc)网络媒体访问控制(MAC)层协议的设计,提出了一种可利用 UWB 技术定位性好的优势和实现跨层协作的 MAC 层协议。该协议通过物理层、MAC 层和网络层之间的跨层协作来解决自组织网络单信道无线传输过程中的隐藏终端和暴露终端问题以及网络能量节约问题,以提高网络的性能。仿真实验表明,该协议在平均吞吐量、平均端到端时延以及能量开销等性能指标上,均优于已有的 IEEE802.11和 MACA-BI MAC 协议。该协议的设计思想和方法为下一步的 UWB 无线 Ad hoc 网络研究奠定了理论和实验基础。

摘要：动态目标的多移动机器人主动协作观测方法是指以获取较优的观测结果为目的,对携带同构/异构观测传感器的多个机器人系统的观测数据进行有效融合并同时对其行为进行协调优化的方法.本文主要研究了三维环境中的多机器人动态目标主动协作观测的问题.首先,以扩展集员估计方法(Extended set-membership filter,ESMF)为基础,将信息融合过程与算法本身存在的集合运算环节相结合,提出了一种高精度的多机器人观测信息融合方法.该方法在保证较高观测精度的同时,并没有显著增加单机器人扩展集员估计算法的计算量,因此具有较高的实时性.此外,利用最优观测角度的概念,通过引入相对速度空间(Relative velocity coordinates,RVCs),设计了多移动机器人协调行为优化方法,该方法可以将多机器人协调行为优化问题转化为线性规划问题,以实现具有较高实时性的多机器人三维动态目标主动协作观测.最后,为了验证所研究方法的可行性与有效性,进行了三维空间动态目标协作观测仿真实验.

摘要：为控制成形过程的热应力,根据有限元法中的生死单元技术,利用ANSYS参数化设计语言编程实现对多道多层激光金属沉积成形过程三维温度场和应力场的数值模拟,并对熔池与粉末、激光与粉末的相互作用进行能量补偿,更加准确地计算成形过程中温度场和应力场的动态变化,得到成形过程中模型温度场、温度梯度、热应力场和残余应力的分布规律。结果表明,成形件不同层上的各节点虽然被激活的时间不一样,但它们具有相似的温度变化规律;试样内的温度梯度主要沿z轴方向分布,熔池区的温度梯度非常大,但其他方向不明显;瞬态热应力集中在温度梯度变化较大的区域,这与热应力形成的机理是一致的;通过对成形件中各方向的残余应力分析,从温度梯度的角度总结各方向残余应力变化规律,侧面验证残余应力的形成机理。通过相同工艺参数下的试验验证,证明上述分析与实际情况是基本吻合的。

摘要：在空间对接机构地面缓冲实验平台上,为了模拟空间失重状态,研制了一种高精度、高响应速度的主动对接环重力平衡装置。介绍了对接环重力平衡装置的机构原理。对对接过程随动装置的随动性对系统的干扰进行了详细分析。进行了重力平衡器相关实验,从实验数据和理论分析可以得出:所设计的重力平衡装置完全满足对摩擦阻力和惯性阻力设计指标的要求,重力平衡达到1.1%的精度。

摘要：进行了小肠动态粘弹特性的研究，应用五元件模型描述了小肠材料的松弛过程，得到了小肠材料的粘弹性本构方程。搭建了物理仿真平台，设计了负压吸附夹具，进行了小肠剪切松弛实验，实验验证了模型的有效性并进行了模型参数辨识。将该模型应用于振动式胶囊机器人，根据机器人的运动参数研究了小肠在一定频率下的动态粘弹性，得到了以下结论：五元件模型可以很好地拟合小肠材料松弛过程；小肠材料本构方程参数不是固定的而是随应变变化的；在胶囊自由振动过程中，整个系统呈现过阻尼状态，即非往复的衰减运动。

摘要：针对不可压缩流体中物体运动的特点,采用计算流体力学理论和重叠网格技术,改进了物体所受流体阻力的计算方法,利用物体周围流场的数值解,计算流体对物体运动的反作用力,在此基础上提出了借助数值解设计物体的运动控制系统的方法.该方法充分利用神经网络对非线性函数的逼近能力,通过在线学习调节PID控制器参数,实现了对物体运动的控制.对该方法进行了数值试验,试验结果验证了该方法的可行性和有效性.