公开(公告)号：CN112525130A

公开(公告)日：2021-03-19

申请号：CN202011144783.2

申请日：2020-10-23

Applicant: 清华大学

Inventor： 吴丹 ,  任昊 ,  张继文 ,  陈恳 ,  王国磊 ,  徐静

IPC: G01B21/20

Abstract: 本申请公开了一种接触式局部曲率特征的测量方法及系统，其中，方法包括：利用接触式压紧环面与工件特定待加工位置接触；利用距离传感器阵列获取当前工件环面周围的几个待测点的距离信息，并根据距离信息计算当前曲面的朝向特征，其中，朝向特征包含待测量点位局部法向矢量方向；使用法向矢量、传感器分布特征和测量示值计算当前压紧环面对应工件曲面的曲率特征，其中，曲率特征包含主曲率半径、主曲率朝向、平均曲率、高斯曲率，以利用二次曲面拟合局部曲面。本申请实施例的接触式局部曲率特征的测量方法，通过末端机构上的距离传感器阵列测量工件曲率特征，可以提升现有自动化加工设备在工件刚性较弱、形貌未知等复杂工况下加工的精度和效率。

公开(公告)号：CN109613519B

公开(公告)日：2020-11-13

申请号：CN201910027885.7

申请日：2019-01-11

Applicant: 清华大学

Inventor： 张继文 ,  郭九明 ,  吴丹 ,  陈恳 ,  王国磊 ,  石循磊 ,  徐静 ,  盖宇航

IPC: G01S7/497

Abstract: 本发明提供了一种基于多激光跟踪仪测量场的对合调姿方法，其包括步骤：S1，建立理想装配体模型；S2，构建出多激光跟踪仪测量场；S3，采用光束平差法进行迭代计算，求出任意两台激光跟踪仪之间的齐次转换矩阵；S4，计算出各测量辅助点在全局坐标系下的坐标；S5，将目标工件工装装配于基准工件工装。测量辅助点的位置选择约束较少，更为灵活，避免了测量辅助点之间的相对位置发生漂移，提高了测量精度。转站计算采用基于全局优化思想的光束平差法，其可一次性完成多台激光跟踪仪之间的转站计算，提高了转站精度。同时采用激光跟踪仪的实测数据进行指导调姿，减小了目标测量点放置误差对目标测量点位置估计结果的影响，提高了测量精度。

公开(公告)号：CN108333971B

公开(公告)日：2020-06-12

申请号：CN201810166606.0

申请日：2018-02-28

Applicant: 清华大学

Inventor： 张继文 ,  石循磊 ,  陈恳 ,  刘莉 ,  王国磊 ,  吴丹 ,  宋立滨 ,  徐静

IPC: G05B19/04

Abstract: 本发明提供了一种仿人机器人的结构与运动的协同优化方法，其包括步骤：S1，提供待优化的仿人机器人的已知结构信息；S2，生成待优化的仿人机器人模型；S3，选定包含仿人机器人的腿部结构参数和步行运动参数的多组组合参数；S4，分别生成选定的各组组合参数下的机器人模型和对应的模型文件；S5，分别进行仿真实验并对仿真实验的结果进行评分；以及S6，采用代理模型优化器建立数学代理模型并采用EGO算法对数学代理模型进行优化计算并获得最佳的组合参数。由此，有效提升了仿人机器人的步行运动能力，还避免了机器人的腿部结构参数与步行运动参数之间复杂的动力学方程式的推导，简化了操作、实用性更强并降低了理论与实际之间的偏差。

公开(公告)号：CN110825029A

公开(公告)日：2020-02-21

申请号：CN201911031431.3

申请日：2019-10-28

Applicant: 清华大学

Inventor： 吴丹 ,  任昊 ,  张继文 ,  陈恳 ,  王国磊 ,  徐静

IPC: G05B19/404

Abstract: 本发明公开了一种自适应加工机构位姿误差的补偿方法及系统，其中，该方法包括以下步骤：利用距离传感器阵列获取当前工件在测量坐标系下的法矢向量；获取当前工件的理论法矢向量，并根据法矢向量和理论法矢向量分别计算法矢向量的待加工位置和理论法矢向量的理论加工位置；计算待加工位置和理论加工位置的加工误差，利用线性关系处理加工误差，得到每个进给主轴的补偿量。该方法通过加工机构上的距离传感器阵列检测并预测偏移量，依据预测值，使用机床的进给轴进行平动补偿，进而消除加工误差的主体部分，获取更高的加工精度。

公开(公告)号：CN110076277B

公开(公告)日：2020-02-07

申请号：CN201910375563.1

申请日：2019-05-07

Applicant: 清华大学

Inventor： 张继文 ,  盖宇航 ,  吴丹 ,  陈恳 ,  郭九明 ,  石循磊 ,  胡奎 ,  郭岩 ,  王国磊 ,  徐静

IPC: B21J15/28 ,  B21J15/32 ,  G06T7/73 ,  G06T19/00

Abstract: 本发明提供了一种基于增强现实技术的配钉方法，搭建应用增强现实技术的配钉系统，在待装配工件的装配区域中布置公共测量点和定位标志点，它们作为激光跟踪仪和配钉系统的增强现实投射单元采集的信息源，结合视觉SLAM算法构建全局地图，保证基于增强现实技术辅助配钉作业在大尺度空间下的精度。结合激光跟踪仪与相机，消除相机定位过程中大尺度空间需求和局部定位精度需求之间的矛盾，确保增强现实图像显示器上投射的虚拟图像精度。在装配时，增强现实投射单元将真实环境中的现实图像和实时的虚拟图像叠加，虚拟图像上的各虚拟孔位处标识有对应的紧固件类型，各虚拟孔位与现实图像上的实际孔位位置对应，从而能实时指导装配、装配精度较高。

公开(公告)号：CN110728088A

公开(公告)日：2020-01-24

申请号：CN201910922978.6

申请日：2019-09-27

Applicant: 清华大学

Inventor： 陈恳 ,  刘华森 ,  王国磊 ,  吴丹 ,  徐静 ,  张继文

IPC: G06F30/23 ,  G06F30/25 ,  G01B11/00 ,  G01B11/16

Abstract: 本发明公开了一种工件三维热膨胀变形的跟踪仪转站参数优化方法及装置，其中，该方法根据待测工件的三维数模，通过ANSYS有限元热分析计算工件热膨胀变形的中心点；建立考虑工件三维热膨胀变形的转站目标优化函数；根据工件增强系统参考点的理论值以及通过激光跟踪仪实际测量的工件增强系统参考点的位置结果，采用奇异值分解方法获得转站参数初始值；根据转站参数初始值，随机生成多个转站参数建立优化算法的粒子种群，并计算粒子群个体的适应值；采用粒子群优化算法对种群个体进行迭代优化，直到计算得到最优的跟踪仪转站参数。该方法充分考虑了大型工件在温度变化引起的工件三维热变形因素，提高了跟踪仪转站测量的精度。

公开(公告)号：CN109318050B

公开(公告)日：2019-11-08

申请号：CN201811442360.1

申请日：2018-11-29

Applicant: 清华大学

Inventor： 陈恳 ,  张继文 ,  徐静 ,  吴丹 ,  杨东超 ,  胡奎 ,  郭九明

IPC: B23Q15/14

Abstract: 本发明提供了一种自动制孔系统的孔位校正方法，其包括步骤：建立待制孔工件的三维模型；标出基准孔和待制孔的理论位置；加工并测出基准孔的实际位置；计算出基准孔的孔位偏差；基于Kriging模型，由基准孔的理论位置及孔位偏差的三个分量，获得孔位偏差的响应函数Δu(x)、Δv(x)、Δw(x)及均方误差函数su2(x)、sv2(x)、sw2(x)；由待制孔的理论位置和三个响应函数，分别计算出待制孔的孔位偏差的三个分量；由待制孔的理论位置和三个均方误差函数，分别计算出对应的均方误差；求出待制孔的实际位置。通过这种方法计算出的任意一个待制孔的孔位偏差的均方误差不仅取决于两端的基准孔的孔位偏差，还取决于与其临近的若干个孔的孔位偏差，由此提高了待制孔的孔位偏差的计算精度。

公开(公告)号：CN108344361B

公开(公告)日：2019-07-26

申请号：CN201810087942.6

申请日：2018-01-30

Applicant: 清华大学

Inventor： 徐静 ,  陈恳 ,  万安 ,  吴丹 ,  王国磊 ,  张继文 ,  宋立滨

IPC: G01B11/00

Abstract: 本发明涉及一种基于激光跟踪仪的平面法向量测量方法，属于数字化测量技术领域。本发明的目的在于提高现有技术的测量精度，提出对平面法向量进行高精度测量的方法。其中涉及的激光跟踪仪是一种高精度、大尺度测量仪器，其工作在以跟踪头为原点的球坐标系下，通过与靶球的配合对被测对象的位置姿态等特征进行测量。本发明所涉及的平面法向量测量方法，可应用于大型部件定位安装、机床标定等领域。本发明结合激光跟踪仪沿光线方向测量精度高的特性和平面法向量拟合中垂直平面方向的误差对平面法向量拟合精度影响最大的特性，通过在测量前目测调整使得激光跟踪仪测量光线与平面法向量方向接近平行，从而提高平面法向量的测量精度。

公开(公告)号：CN109272537A

公开(公告)日：2019-01-25

申请号：CN201810936055.1

申请日：2018-08-16

Applicant: 清华大学

Inventor： 徐静 ,  陈恳 ,  包佳立 ,  万安 ,  吴丹 ,  张继文

IPC: G06T7/33 ,  G06T7/50 ,  G06T17/20

Abstract: 本发明涉及一种基于结构光的全景点云配准方法，属于机器人视觉领域。该方法首先采用结构光的方法获取待测目标的N个目标点云和N个待配准点云；对N个待配准点云以及N个目标点云进行降采样，把每个点云空间中分割成M个体素，并将每个点云空间中位于同一个体素中的点取均值输出；获取每个待配准点云对应的二维坐标变换矩阵并扩展为对应的三维坐标变换矩阵；利用迭代最邻近点ICP算法将三维坐标变换矩阵作为初值，进行点云进行精配准，并对精配准后的全景点云进行点云融合，得到完整的全景点云，配准完毕。本发明利用基于深度的变权重粗配准方法，可快速完成目标点云与待测点云的粗配准，随后使用ICP算法实现高精度的点云精配准。

公开(公告)号：CN109178139A

公开(公告)日：2019-01-11

申请号：CN201811373621.9

申请日：2018-11-19

Applicant: 东莞深圳清华大学研究院创新中心

Inventor： 张继文 ,  刘莉 ,  陈恳

IPC: B62D57/032

Abstract: 本发明公开了一种髋关节增强的小型仿人机器人六自由度腿结构，其包括髋关节和对称设置于所述髋关节两端的左腿和右腿，所述左腿和所述右腿的结构相同，于所述左腿的大腿上设有髋旋转驱动电机，所述髋旋转驱动电机的驱动轴、支撑轴共线，所述驱动轴竖直向上设置，所述支撑轴竖直向下设置，且所述驱动轴和所述支撑轴分别与所述左腿的膝关节连接。本发明设计合理巧妙，更改自由度配置顺序，降低髋旋转驱动电机的物理位置，减少髋旋转驱动电机所承受的拉力，避免交变往复作用力对局部结构的影响，增强结构刚度与可靠性，减少仿人机器人重量，同时髋旋转驱动电机与膝关节采用驱动轴和支撑轴双端连接，保证充足的角度活动范围，不影响腿部的灵活程度。