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公开(公告)号：CN117058245A
公开(公告)日：2023-11-14
申请号：CN202310890900.7
申请日：2023-07-20
Applicant: 南开大学
Abstract: 本发明公开了一种基于计算机视觉的桥式起重机负载摆角检测方法，涉及计算机视觉的技术领域，采用计算机视觉方法实现了负载摆角的非接触式测量。本发明使用安装在负载上的红外矩形光源作为标记，并使用工业摄像机进行检测。特别的，在工业相机上安装红外滤光片来让捕捉的特征更加明显。为了提高检测的准确性和实时性，采用色彩分离与矩形轮廓检测相结合的方法对标记物进行快速识别。然后利用摄像机集合，根据识别结果计算出摆动角度。本发明方法能快速识别标记点，并能准确计算出负载摆角。特别的是，该方法具有较强的独立性和抗干扰能力，非常适用于桥式起重机系统。
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公开(公告)号：CN113917191B
公开(公告)日：2023-10-03
申请号：CN202111148015.9
申请日：2021-09-29
Applicant: 南开大学
Abstract: 一种基于改进稀疏样本一致性的原子力显微镜图像自适应校正方法。本发明设计了一种自适应的图像校正算法，该算法包括数据预处理和直线拟合两个步骤，能够自动生成最优拟合结果来匹配原子力显微镜扫描每条轮廓线的基准线，在此基础上，通过从畸变图像中减去拟合直线来校正图像的畸变；针对垂直漂移和虚假斜坡严重影响原子力显微镜成像质量的问题，利用本发明所设计的图像校正算法，能够准确模拟样本形貌图像截面剖面中的垂直漂移和虚假斜坡，从而实现对图像畸变的有效校正。实验结果表明，本发明所设计的图像校正算法精度高、鲁棒性强，利用该算法能够有效消除垂直漂移和虚假斜坡导致的图像畸变，从而提升原子力显微镜的成像质量。
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公开(公告)号：CN113942934B
公开(公告)日：2023-09-26
申请号：CN202111311080.9
申请日：2021-11-08
Applicant: 南开大学
Abstract: 一种基于速度控制的集装箱桥式起重机精准定位及防摇控制方法。针对集装箱桥式起重机运送过程的定位和防摇任务，本发明提出一种基于速度控制的集装箱桥式起重机精准定位及防摇控制方法。首先生成速度参考轨迹，以确保小车/吊绳准确地到达设定位置。在此基础上，引入适当的反馈项，对轨迹进行在线优化，使集装箱在不利条件下也能充分抑制摇摆。设计的轨迹不含负载质量，不需大量的计算资源，只需少量传感器进行反馈，便于实际应用。本方法不仅得到了基于李雅普诺夫方法的严格稳定性分析的保证，而且其有效性在实际集装箱桥式起重机系统上也得到了充分证明。
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公开(公告)号：CN116767378A
公开(公告)日：2023-09-19
申请号：CN202310860797.1
申请日：2023-07-14
Applicant: 南开大学
IPC: B62D57/032
Abstract: 本发明为一种基于复合凸轮结构的微型六足爬行机器人，包括机器人壳体、支腿、凸轮、凸轮轴和驱动机构；所述机器人壳体内的左、右两侧对称安装两个凸轮轴，每个凸轮轴上安装一组由三个凸轮组成的复合凸轮，凸轮开有环绕在凸轮周向上的异型凸轮槽，位于左前、右中以及左后位置的三个凸轮的安装角度相同，位于右前、左中以及右后位置的三个凸轮的安装角度相同，且与另外三个凸轮的异型凸轮槽布置方向相差180°；六条支腿的一端始终与对应凸轮的异型凸轮槽配合，每条支腿的末端伸出机器人壳体外；驱动机构与两个凸轮轴连接，驱动凸轮轴转动，进而驱动六条支腿运动。结构简单新颖，通过凸轮建立驱动机构与支腿之间的联系，将凸轮的旋转运动转换为支腿在空间中的运动，实现机器人的爬行。
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公开(公告)号：CN116142977A
公开(公告)日：2023-05-23
申请号：CN202310061050.X
申请日：2023-01-16
Applicant: 南开大学
Abstract: 一种面向负载消摆的起重机自动控制系统，用于运行起重机防摇摆控制算法，解决起重机在精准定位过程中出现的负载摆动问题。除起重机系统结构外，还包括远程数据采集端和起重机防摇摆运动控制板卡，二者能进行无线通信。远程数据采集端采集起重机吊具摆角信息，并传输至防摇摆运动控制板卡；防摇摆运动控制板卡接收来自远程数据采集端、可编程逻辑控制器和遥控器的数据后，进行逻辑判断及运算，再将运算结果及其他控制指令输出至可编程逻辑控制器，以控制起重机机械主体运转。防摇摆运动控制板卡的接口电路板集成了适用于实时控制的STM32单片机，以保障实时性；同时，集成了适用于复杂信息处理NVIDIA Jetson视觉处理器，以保障功能性。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN115556523A
公开(公告)日：2023-01-03
申请号：CN202211422165.9
申请日：2022-11-14
Applicant: 南开大学
Abstract: 本发明涉及一种折叠臂两栖四旋翼无人机，包括活动连接在机身两侧的机臂，机臂远端的上表面设有与旋翼电机连接的旋翼，下表面设有通过减速齿轮组与旋翼电机连接的车轮，机身上设有变形舵机，变形舵机的输出轴连接一字型舵臂，一字型舵臂的两端分别通过万向球头连接杆与机臂上设置的万向球头支座活动连接；通过变形舵机带动一字型舵臂的两端绕输出轴转动，经对应的万向球头连接杆带动万向球头支座和机臂运动，使机臂与机身之间的角度改变实现展开或折叠。在四旋翼无人机的基础上，增加了轮式机器人的运动模态，具备变形能力，能够通过折叠变形在轮式机器人和四旋翼无人机之间切换，从而使无人机能够适应地面场景和空中场景下不同的作业任务需求。
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公开(公告)号：CN111176318B
公开(公告)日：2022-12-06
申请号：CN202010084607.8
申请日：2020-02-10
Applicant: 南开大学
Abstract: 本发明公开了一种面向消除稳态误差的飞行吊运系统定位消摆方法及系统，属于机电系统控制领域。该方法包括：根据系统三维空间的非线性模型，无需线性化与其他简化操作，提出了一种新颖的非线性状态反馈控制方法，其中所构造的积分项可消除实际飞行中的稳态误差。此外，此方法兼顾了驱动约束和负载摆动动态，在避免饱和问题的同时加快了摆动的抑制。实验结果表明，与现有方法相比，所提控制方案在摆动抑制和飞行器定位等方面具有更好的暂态性能。
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公开(公告)号：CN113467520B
公开(公告)日：2022-11-29
申请号：CN202110943967.3
申请日：2021-08-17
Applicant: 南开大学
IPC: G05D1/10
Abstract: 本公开提出了一种具有双摆摆动效应的飞行吊运系统控制方法，包括：获取具有双摆摆动效应的飞行吊运系统的实际状态的测量值；将所述测量值输入预设的非线性控制器内，对所述具有双摆摆动效应的飞行吊运系统进行控制；其中，所述非线性控制器基于储能函数构造，所述非线性控制器被配置为以无人机定位和负载及挂钩的摆动消除为控制目标；本公开在二级摆飞行吊运系统的系统能量基础上，添加无人机与吊钩/负载的信息，构造出一个新的储能函数，由此设计非线性控制器来实现精确定位和有效抑制负载及吊钩摆动的目标。
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公开(公告)号：CN110376890B
公开(公告)日：2022-09-30
申请号：CN201910638728.X
申请日：2019-07-16
Applicant: 南开大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 一种基于能量分析的二级摆飞行吊运系统控制方法。针对三维空间的二级摆多旋翼飞行器吊运系统，建立了系统的动力学模型，并在此基础上提出了一种非线性反馈控制方法，实现了多旋翼无人机的同时定位和摆动抑制。具体地，通过分析吊运系统的能量方程，设计了非线性反馈控制器，并加入耦合项以提高瞬态控制性能。随后，通过基于李雅普诺夫的严格稳定性分析验证了系统的平衡点是渐近稳定的。此外，在硬件实验平台上继续对所提算法进行验证，包括其对各种不确定性和干扰的鲁棒性。实验结果表明，本发明能够较好的完成控制目标，在暂态性能和鲁棒性方面表现出了更好地控制效果。
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公开(公告)号：CN113296514B
公开(公告)日：2022-09-27
申请号：CN202110566018.8
申请日：2021-05-24
Applicant: 南开大学
IPC: G05D1/02
Abstract: 本发明公开了一种基于稀疏带状结构的机器人局部路径优化方法及系统，所述方法包括：获取室内环境数据，并构建占据栅格地图；将占据栅格地图转换为欧式距离栅格地图，根据欧氏距离地图插值根据欧氏距离地图插值得到机器人与最近障碍物的距离函数，结合给定机器人到障碍物的安全距离，得到避障约束条件；在以机器人当前位置为中心的局部区域内，以局部路径的平滑性和避障为约束条件，求解局部最优路径。本发明通过将占据栅格地图转换为欧式距离栅格地图，根据欧氏距离栅格地图插值得到机器人到最近障碍物的连续可微的距离函数，克服了占据栅格地图离散化问题，并天然地计算得到梯度信息从而构建避障约束条件，有利于局部路径优化准确性的提高。
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