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公开(公告)号：CN118592942A
公开(公告)日：2024-09-06
申请号：CN202410805483.6
申请日：2024-06-21
Applicant: 河北工业大学
Abstract: 本发明提供了一种基于个体化阈值调整法的跌倒预警方法，适用于监测与预警行走、上下楼梯、以及上下坡面等特定步态时的跌倒发生情况。包括以下步骤：步骤一：获取原始真实和仿真足部传感数据；步骤二：使用AnyBody人体建模仿真软件获取不同且丰富的个体样本仿真足部传感数据；步骤三：对足底压力数据进行形态学处理，按照足部的结构和形状特点将足底划分为四个区域；步骤四：构建时间序列预测模型NARX，使用正常运动步态的传感数据进行训练；步骤五：对获取的真实和仿真数据进行步态特征提取和获取不同个体的跌倒阈值，建立基于个体化跌倒预警阈值调整的多元线性回归模型；步骤六：将个体化阈值与NARX模型的判别联合部署，对人体跌倒状态实时识别和预警。该系统能够在多种应用场景中，如人机交互的外骨骼助力机器人领域，家庭、老人护理设施、以及户外活动中，提供实时有效的跌倒预警。此方法的实施能有效降低跌倒发生率，特别是在复杂或不稳定的行走环境中，从而显著提升用户的安全性与生活质量。
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公开(公告)号：CN117970948A
公开(公告)日：2024-05-03
申请号：CN202311670365.0
申请日：2023-12-07
Applicant: 河北工业大学
IPC: G05D1/49 , G05D109/12
Abstract: 本发明提出了一种基于改进模型预测控制的四足机器人持续稳定跟随期望身体轨迹的运动方法，包括以下步骤：步骤一：建立四足机器人系统状态方程；步骤二：根据机器人系统状态方程建立优化足端力以及机器人状态的代价函数和地面约束条件；步骤三：根据四足机器人各部分的质量、尺寸以及惯量，利用CasADi库生成其动力学模型，降低因模型简化带来的误差；步骤四：将机器人系统状态以及约束方程编写成C++代码，并利用IPOPT非线性求解器求解离散的最优MPC控制率。该控制方法使四足机器人在每一个步态周期中以最优足端力运动，大大降低了地面反力对机器人运动稳定性的影响。
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公开(公告)号：CN117961898A
公开(公告)日：2024-05-03
申请号：CN202410162993.6
申请日：2024-02-05
Applicant: 河北工业大学
IPC: B25J9/16
Abstract: 本发明提供了一种基于目标路径的地轨式七轴机械臂多目标优化算法，包括以下步骤：步骤一，对已知目标路径信息离散化，得到一组任务空间序列点；步骤二，基于机械臂运动学参数设置包含关节极限、奇异位形、障碍物距离信息的适应度函数；步骤三，基于生成的序列点位姿，利用群体智能优化算法求取作业轨迹所对应的最优地轨位置及关节角序列，保证作业的连续性。本发明通过利用地轨式七轴机械臂能通过地轨移动机械臂至合适位置的优点，通过自动求取导轨最优位置及相应的机械臂关节角序列，解决了传统机械臂可能遇到的由关节极限、奇异位和障碍物导致作业任务失败的问题。
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公开(公告)号：CN116989795A
公开(公告)日：2023-11-03
申请号：CN202310974279.2
申请日：2023-08-04
Applicant: 河北工业大学
Abstract: 本发明提供了一种基于激光点云和建筑模型配准的机器人室内定位方法，包括以下步骤：步骤一：机器人启动激光雷达对室内扫描获取三维点云；步骤二：将激光点云有序化，分割激光点云与建筑模型的地面点；步骤三：对点云进行分割聚类，并去除聚类点数量小于阈值的聚类；步骤四：对建筑模型与激光点云提取平面；步骤五：将地面点与各平面点进行匹配，确定机器人在室内的绝对位置信息。
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公开(公告)号：CN116416266A
公开(公告)日：2023-07-11
申请号：CN202310391641.3
申请日：2023-04-13
Applicant: 河北工业大学
Abstract: 本发明公开了一种小视场角激光雷达点云特征点的提取方法，本方法通过固态激光雷达对环境进行扫描，获取环境激光点云数据，并对无序化点云进行有序化处理，去除噪点，包括无效点、视场角边缘的点、深度过大或者过小的点，拖尾点。提取去除杂点后的激光点云的平面，通过求取平面交线的方程以及平面中点云点到平面交线的距离，与设定的阈值进行比较，进一步提取特征点。本发明解决了小视场角激光雷达在点云数据较少的情况下特征点提取困难的问题，为后续环境模型的三维重建提供了保障。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN116394250A
公开(公告)日：2023-07-07
申请号：CN202310419641.X
申请日：2023-04-19
Applicant: 河北工业大学
IPC: B25J9/16
Abstract: 本发明提供了一种基于多任务转换的冗余度机器人控制算法，包括以下步骤：步骤一，使用本发明提出的投影矢量指标预筛选方法，利用障碍物在机器人连杆上的投影矢量筛选掉非避碰杆件；步骤二，进行机器人可能避碰杆件与障碍物的最短距离解算；步骤三，进行机械臂避障运动空间的优化；步骤四，根据避障标志点与障碍物最短距离的变化，引入多任务转换因子，实现冗余度机器人在任务空间避障、关节空间避障、末端轨迹补偿任务之间的平稳转换。本发明解决了针对冗余度机器人传统避障算法无法实现机器人在任务空间避障的问题，在传统梯度投影算法上引入末端避障项、末端跟踪精度的补偿项以及任务转换因子，实现了机械臂的关节避障、末端避障、末端跟踪精度补偿与末端执行主任务间的任务转换，且保证机器人运动平稳。
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公开(公告)号：CN108312174B
公开(公告)日：2023-05-26
申请号：CN201810319044.9
申请日：2018-04-11
Applicant: 河北工业大学
Abstract: 本发明公开一种机器人灵巧手，包括手掌、手指、腱绳、弹性绳，所述手掌包括基座、拇指连接关节、无名指连接关节、小指连接关节；所述拇指连接关节、无名指连接关节、小指连接关节均有圆形安装孔，通过转轴和基座连接，可绕转轴做有限角度的旋转运动。所述手指包括拇指、食指、中指、无名指、小指，耦合紧固部件、无耦合紧固部件、张紧装置；每根手指的根指节通过转动副和手掌连接；拇指的拇指根指节和拇指远指节以及拇指根指节与手掌上的拇指连接关节之间均安装有无耦合紧固部件，其余四根手指的根指节与手掌连接处安装有无耦合紧固部件，每根手指的三节指节之间通过两个耦合紧固部件连接。
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公开(公告)号：CN115770988A
公开(公告)日：2023-03-10
申请号：CN202211534907.7
申请日：2022-12-02
Applicant: 河北工业大学 , 天门进保(天津)科技股份有限公司
Abstract: 本发明提出了一种基于点云环境理解的焊接机器人智能示教方法，包括以下步骤：包括以下步骤：步骤一：机械臂搭载点云相机在多个位姿拍照，获取点云数据并进行点云拼接，对场景进行重建；步骤二：对点云数据进行滤波处理；步骤三：提取焊缝空间位置信息，计算焊接过程中焊接姿态；步骤四：引导机械臂到达初始焊接位置；步骤五：激光器对焊缝坡口精确识别实现对机器人的精确引导及误差修正。以此完成对焊接机器人的智能示教过程。
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公开(公告)号：CN111582108B
公开(公告)日：2022-09-20
申请号：CN202010352050.1
申请日：2020-04-28
Applicant: 河北工业大学
IPC: G06V40/20 , G06V10/764 , G06V10/82 , G06N3/04 , G06N3/08
Abstract: 本发明为一种步态识别及意图感知的方法，该方法包括一套数据采集系统，用于采集足底压力、踝关节加速度和角速度信息；包括：利用数据采集系统采集的实际数据信息建立实测数据库；接着利用AnyBody软件进行人体模型运动仿真得到足底压力、踝关节加速度、角速度信息及相应人体姿态之间的对应关系，并建立仿真数据库；通过特征提取、特征匹配建立实测数据库和仿真数据库之间的映射关系，最后利用卷积神经网络算法进行步态识别，感知意图，在不清楚人体现场所处姿势的情况下，能得到人体当前的姿势，从而达到步态识别及感知人体意图的目的。克服了现有技术存在的压力采集范围不全面、特征单一、无法预测人体姿势及实时识别准确性和速率低的问题。
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公开(公告)号：CN112304318B
公开(公告)日：2022-07-29
申请号：CN202011246296.7
申请日：2020-11-10
Applicant: 河北工业大学
IPC: G01C21/20
Abstract: 本发明公开了一种虚实耦合约束环境下的机器人自主导航方法，包括虚拟空间的搭建，虚实耦合约束环境的构建，虚实耦合约束环境下应用改进的A*算法进行机器人全局路径规划，得到最优规划路径，获取现实环境信息并结合虚实耦合约束环境，再考虑机器人的轮廓特征，在最优规划路径的相邻节点之间应用改进的DWA算法进行机器人局部避障。本方法采用BIM模型与三维重建获得的点云模型耦合的方法，建立建筑机器人工作的虚实耦合约束环境；结合虚实耦合约束环境数据，考虑机器人的安全性与通过性改进A*算法，删除冗余转折点；根据虚实耦合约束环境数据对DWA算法进行改进，使机器人在复杂环境下绕过局部最小陷阱。
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