徐卫良
- 作品数：19 被引量：67H指数：6
- 供职机构：奥克兰大学更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家高技术研究发展计划机器人技术与系统国家重点实验室开放基金更多>>
- 相关领域：自动化与计算机技术医药卫生航空宇航科学技术电子电信更多>>
- 一种仿下颌运动机器人
- 本发明公开了一种仿下颌运动机器人，属于仿生机器人技术领域，可为牙科学、食品科学、生物力学的研究提供科学手段。该仿下颌运动机器人包括静平台、六个驱动装置、六条运动支链和下颌平台。驱动装置由电机和滚珠丝杠副传动系统组成，驱动...
- 丛明刘同占温海营徐卫良杜婧
- 机器人辅助针穿刺技术被引量：8
- 2013年
- 机器人辅助技术一直是现代外科医学的重要研究课题.研究机器人辅助针穿刺技术不仅有重要的理论意义,而且在临床上可以有效地提高针穿刺的操作精度和手术质量,因而在微创外科领域具有广泛的应用价值.本文以刚性针和柔性针为贯穿线索,对已有机器人穿刺系统进行了简要介绍,并针对建模、规划、导航与控制等关键技术进行分析,较系统地介绍了机器人辅助针穿刺技术领域的研究现状,最后阐述了该领域面临的挑战性问题及未来发展趋势.
- 赵新刚杨唐文韩建达徐卫良
- 一种柔索驱动的冗余并联咀嚼机器人
- 本发明属于仿生机器人技术领域，涉及一种柔索驱动的冗余并联咀嚼机器人。该机器人由机架、电机、减速器、索轮、柔索、人类下颌骨模型和颅骨牙齿模型组成。机架为整个机器人的支撑平台，安装有可移动横梁，电机通过电机座固定在横梁上。电...
- 丛明苌占波杜宇徐卫良刘冬姜英
- 文献传递
- 基于多目标粒子群优化算法的斜尖柔性针穿刺路径规划被引量：12
- 2015年
- 针对斜尖柔性针在复杂环境下由入针点到达病灶位置的穿刺路径问题,提出一种基于多目标粒子群优化算法(MOPSO)的路径规划方法.对软组织内柔性针运动学模型进行分析,构建控制量与柔性针穿刺路径的关系;分析障碍物约束,建立障碍物约束的数学描述;然后,根据穿刺术的要求将穿刺精度、穿刺危险性和穿刺路径长度作为柔性针穿刺优化目标,将柔性针穿刺路径规划问题转化为多目标优化问题;建立了相应的多目标优化问题的数学模型,使用多目标粒子群优化算法对模型进行优化求解.最后通过仿真实验证明了所提方法的有效性,并仿真分析了穿刺路径的在线修正问题.
- 霍本岩赵新刚韩建达徐卫良
- 关键词：穿刺术路径规划粒子群优化算法
- 基于多分辨率粒子滤波的全局协同定位方法被引量：3
- 2019年
- 野外环境下,多类型机器人协同合作可以克服单一类型机器人(如无人车、无人机等)在环境建模任务中的视角、尺度方面的问题,进而提高整体编队系统的环境感知与决策控制能力.而在多类型机器人协作系统中,协作定位是协同合作的关键难题之一,也是进行编队建模与编队控制的基础.在GPS缺失环境下,由于传感器类型的不同,非结构化的环境特征,视角的不同而导致基于匹配的多机器人定位方法无法实现有效稳定的定位.本文提出了一种基于多分辨率最近邻匹配和粒子滤波的协同定位方法,可以在初始相对位置未知的情况下,进行全局范围内的协同定位.本文采用了一种针对粒子匹配精度以及匹配效率的评估方法,并根据粒子评估结果进行粒子权重更新,地图更新以及粒子数目更新,以平衡在定位过程中粒子对状态空间的描述和定位效率.同时,针对于粒子退化或者粒子收敛速度过慢的问题,采用了基于分辨率等级和粒子匹配精度和匹配效率的自适应调整方法.最后结合具体平台,本方法在野外水湾环境进行了基于无人船与无人机的协同定位实验,实验结果表明本方法有效解决多机器人在GPS缺失下的协同定位问题.
- 殷鹏何玉庆韩建达徐卫良
- 关键词：粒子滤波
- 基于可达性决策的柔性针穿刺控制方法被引量：3
- 2014年
- 穿刺术具有创口小、恢复快的优势,是一种广泛使用的微创手术.柔性针穿刺是对传统穿刺术的改进.本文首先分析柔性针运动学模型,使用无色卡尔曼滤波(unscented Kalman filter,UKF)对穿刺过程中柔性针针尖位置和姿态进行估计.然后根据柔性针的运动学特点提出一种基于柔性针可达范围的控制方法,分析控制系数对穿刺轨迹的影响,并通过仿真和明胶穿刺实验验证该控制方法的效果.在穿刺深度为100 mm的情况下,本文提出的控制方法能够将穿刺误差保持在0.5 mm以下.仿真实验也表明当模型参数与实际值的误差在一定范围内时,该控制方法仍能够实现高精度的穿刺.
- 霍本岩赵新刚韩建达徐卫良
- 关键词：非线性系统穿刺术
- 穿刺针尖光纤力传感信号的小波变换分析被引量：6
- 2015年
- 经皮软组织穿刺过程中,穿刺针尖会历经不同材料特性的器官组织,受到复杂变化的作用力。为了测量针尖处的作用力并鉴定穿刺路径上不同层次的软组织,研制了一种光纤力传感器,并进行了力信号分析。首先,基于法-珀干涉介绍了光纤力传感器的测量原理、光链路设计、及其与针的集成和标定方法。在穿刺力信号分析的基础上,提出利用Mallat算法对力信号进行小波变换,提取信号的特征模式,界定软组织的各层边界。最后,在猪的肝脏和肋条组织样本上进行了针穿刺实验验证。结果显示:光纤力传感器的可测力为0至3.20N,测量精度可达0.01N。得到的穿刺试验结果表明Mallat算法能够有效地区分软组织的类型。研制的光纤传感器满足穿刺力的测量范围、精度和可靠性等要求,所提出的小波变换算法可用于软组织边界的界定,有望用于机器人穿刺控制。
- 杨唐文陈盼飞韩建达徐卫良
- 关键词：MALLAT算法小波变换
- 咀嚼机器人运循环规划及驱动力优化分配方法被引量：1
- 2017年
- 为了实现面向牙科患者的个性化成品义齿性能测试,基于6PUS-2HKP空间冗余驱动并联仿生咀嚼机器人,设计了可安装牙模的仿生上颌、下颌结构.针对义齿性能测试对高仿生咀嚼运动的要求,提出了一种基于颞下颌关节(TMJ)运动理论的后牙运循环参数化仿生规划方法.利用拉格朗日方程和虚功原理,推导了冗余驱动咀嚼机器人的动力学方程.分别以颞下颌关节内力2范数最小和驱动力2范数最小为优化目标,建立了基于遗传算法的冗余驱动咀嚼机器人驱动力优化分配数学模型.将食品质构仪获取的仿真食物力-变形关系曲线加载到机器人磨牙上完成了运循环下咀嚼仿真食物实验.结果表明,咀嚼机器人切牙运动轨迹形状、切牙运动速度变化规律、髁突运动形式等均与人类咀嚼运动一致,空载和加载仿真食物两种条件下均可求得合理的驱动力优化分配结果.同时,以仿真实验得到的6组驱动为输入,采用咀嚼机器人样机进行了运循环实验.样机实验和咀嚼仿真食物实验证明了运循环规划方法的仿生性和驱动力优化分配方法的可行性.
- 王贵飞丛明徐卫良温海营秦文龙
- 一种具有仿生颞下颌关节的冗余驱动咀嚼机器人
- 本发明公开了一种具有仿生颞下颌关节的咀嚼机器人，包括机器人机械本体结构和控制系统两部分，属于仿生机器人技术领域。本发明在充分研究人类颞下颌关节的结构、功能及其运动形式的基础上，提出采用点接触高副结构设计仿生颞下颌关节，并...
- 丛明王贵飞温海营杜婧徐卫良
- 文献传递
- 输入约束下多旋翼飞行机器人的大范围镇定控制被引量：1
- 2017年
- 多旋翼飞行机器人具有良好的飞行稳定性,受到了越来越多的关注.而在某些特殊应用中,如:从较大飞行器上实施空投、瞬态失稳恢复等,往往需要多旋翼飞行机器人从一个高度不稳定的非零初始状态安全、快速地切换到稳定飞行模态,这就是所谓的大范围镇定控制问题.解决该问题面临的主要困难是如何在调节过程中避免飞行机器人进入到输入饱和区,从而引起周期旋转运动,导致系统完全失控.本文针对该问题,以四旋翼飞行机器人为例,详细分析了控制输入约束形式,并对6自由度模型进行了适当简化,构建了二维平面下考虑控制输入约束的非线性动力学模型;在此基础上,基于控制Lyapunov函数概念,提出了一种改进的广义逐点最小范数控制策略,构建了输入约束下的四旋翼飞行机器人大范围镇定控制器.该方法具有明确的解析控制结构,所设计的控制器满足四旋翼飞行机器人的全部控制输入约束.仿真结果表明,对比常规的线性化控制策略,该方法能在考虑控制约束的前提下避免控制器失效,实现四旋翼飞行机器人的大范围渐进稳定.
- 姜军杨丽英何玉庆韩建达徐卫良
- 关键词：控制LYAPUNOV函数
