基于小波分析的机器人运动学系统滤波方法研究

来源 :广东工业大学 | 被引量 : 5次 | 上传用户:q_yong
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
机器人微创外科手术具有创口小、出血少、疼痛轻及术后恢复快等优点,机器人能实现复杂精确的手术操作,拓展医生的手术能力,因此,机器人微创手术已在外科手术领域得到了广泛认可,国内外在该领域的研究也取得了广泛的进展与成功。尽管如此,对于一些非遥操作的、需要人手直接操作的微创手术,由于人手部存在的生理性震颤的影响,在微创外科手术机器人系统中,操作者的实际输入动作与期望输入动作会有一定的偏差,这会直接影响手术的质量,降低手术的成功率。以往的震颤滤除方法大多将震颤信号减弱使其线性化,或者仅仅在时域、频域内对其进行非线性辨识,未能处理伴随震颤信号的模糊不稳定信息,在震颤特征的描述上存在较大的局限性。本文综合微创外科手术的特性和震颤特征,研究了主从式微创手术机器人系统,并提出了一种新型的震颤自适应滤波器,进而对滤波器结构参数的优化方法进行了改进。首先,由微创外科手术机器人的特点,本文介绍了主从式微创手术机器人运动学的相关理论,以此建立了主从操作手的运动学模型,并设计了模块化的主从式微创手术机器人系统。其次,鉴于震颤的复杂特性,本文在综合分析自适应滤波理论的基础上,提出了基于三域模糊小波网络的震颤自适应滤波器,并详尽描述了该滤波器的物理模型、数学模型和算法实现。然后,为弥补神经网络参数优化方法的不足,本文引入了粒子群算法,并在此基础上做了相关改进,运用改进的粒子群算法使震颤滤波器的结构参数获得最佳配置。最后,为验证提出的震颤自适应滤波器以及改进的粒子群算法的有效性,本文拟合了不同环境下的震颤信号,基于MATLAB仿真平台做了一系列针对性的对比实验。
其他文献
机器人多维力传感器是机器人重要的外部传感器之一,将它安装在机器人操作手腕和脚腕处,可用来感知操作手与外部环境的接触力,是机器人感知环境力作用特征的重要信息来源。机
随着经济的高速发展,社会对能源的消耗不断增加,能源短缺的风险日益加重。与此同时,环境问题也日益凸显,传统能源煤炭、石油的使用会产生大量有害气体和温室效应气体。煤炭、
随着3GPP-LTE的快速发展,网络服务商提供无处不在的无线网络覆盖已成为可能,这样,一种新的通信类型即机器类型通信应运而生,它为人类的各种电子自动化应用提供了一个广阔的前
随着机械制造、航空航天、船舶、冶金等行业的发展,对齿轮传动的可靠性要求越来越高。为满足实际工程的需求,越来越多的齿轮需在高负荷情况下运作,由此而产生的齿轮变形有时甚至
强化学习是人工智能领域内用于解决学习控制问题的一个重要方法。机器人仿真足球比赛是一个多智能体系统研究的标准问题,具有动态实时、分布式控制、不确定环境中的合作和对
在基于内容的图像检索应用中,基于哈希的最近邻检索算法有着很高的计算和内存效率。而半监督哈希算法,结合了无监督哈希算法的正规化信息以及监督算法跨越语义鸿沟的优点,从
试验机是在各种条件、环境下测定金属材料、非金属材料、机械零件、工程结构等的机械性能、工艺性能、内部缺陷和校验旋转零部件动态不平衡量的精密测试仪器。在研究探索新材料、新工艺、新技术和新结构的过程中,试验机是一种不可缺少的重要试验仪器。随着国民经济的发展,对试验机的功能要求越来越高,因此试验机已经不能简单的依靠硬件系统来完成试验任务。新型的试验机要求测控系统本身要具备人机交互和实时监控能力,并能引入网
随着科技的进步,仿人机器人的性能日益稳定,功能也日趋完善。人们希望仿人机器人能早日成为人类的伙伴,帮助人们更好地处理工作和生活中的问题。本文研究的主要内容如下:(1)视
无线传感器网络(WSN)集成了传感器、信息物理融合技术、嵌入式计算、现代网络和无线通信等技术,被认为是对21世纪产生巨大影响力的技术之一。物联网作为它们的集合体成为当前
太阳光在大气层传输过程中,与空气分子、气溶胶粒子发生大气散射形成偏振光。天空中不同偏振态的偏振光形成了天空偏振光分布模式。在固定的位置,特定的时间段内,天空中存在