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[期刊] 实验技术与管理
[作者]
宋亚男 陈海辉 徐荣华 宋子寅
基于嵌入式系统完成了机器人声源定位系统的设计,设计了麦克风阵列和采集电路,并基于互相关函数估计时延法的机器人声源定位算法,实现了机器人声源定位;设计并实现了机器人声源定位演示实验和机器人声源定位半开放实验,实验效果达到预期实验设计的目标。
关键词：
声源定位系统 机器人 实验设计
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
罗倩
基于麦克风阵列的声源定位技术,可以应用在智能交互、智能家电、视频会议、语音识别等领域。该文设计了一个使用麦克风阵列进行声源定位的综合型实验项目,并应用到本科生开放创新实验中。实验充分利用多个麦克风阵元间的空域和时域信息,采用时延估计算法对不同阵元波达时间延迟进行估计。通过构建阵元几何关系并利用阵元信号的时延,获得了在噪声环境下较好的声源定位效果。教学实践表明,该实验项目可以较好地拓展学生的信号处理能力,有利于对学生创新设计能力和解决复杂问题能力的培养。
关键词：
麦克风阵列 声源定位 时延估计 实验设计
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
蒙臻 倪敬 周晶 吕俊杰
为了解决大学机器人专业实验课程匮乏的问题,该文设计了一种多应力条件下伺服系统服役性能综合性实验。该综合性实验以科研思维为导引,分为认知导引、问题导向和开放设计3个层次,系统性地结合了PLC电气控制理论、电机拖动理论、运动控制技术、信号处理技术和实验数据处理方法等科学理论,分别适合不同年级不同认知阶段的大学生实践学习。通过本综合性实验,不仅可以展示工作应力和环境应力对伺服系统服役性能的演化作用,还可以有效培养大学生主动学习、积极探索的科学精神,增进了大学生对工业机器人服役性能的理解和创新实践能力。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
董靖川 谭志兰 武晓鑫 刘晋东
该文建立了Diamond并联机器人多学科数字孪生模型，并在此基础上设计了一种数字孪生实验系统。该系统由并联机器人本体、实时数字孪生控制器、实验系统上位机构成。数字孪生控制器基于NI myRIO构建，运行并联机器人机械本体数字孪生模型和控制器数字孪生模型，并通过运动控制接口板与机器人伺服电机驱动器连接。上位机通过LabVIEW开发，并通过与数字孪生控制器的通信实现数据采集并显示实时状态。数字孪生实验系统可工作于仿真运行或实物运行模式，通过虚实结合方式使实验不受设备、场地、时间的限制，增强了安全性，有助于提高学生的探索兴趣和工程实践能力。
关键词：
数字孪生 运动控制 并联机器人
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
张倩 代伟 朱美强 张坤 王军
针对机器人抓取问题进行了综合性教学实验设计，提出了基于物体点云信息的机器人跟踪抓取方法。通过阈值处理保留运动模糊光条中亮度较高的部分，改善了运动模糊情况下光条区域提取困难的问题；利用特征直方图对不同物体的点云进行特征描述，实现了由未知的点云信息查询得到实际的抓取位置的目标；采用基于位置控制的优化算法实时更新跟踪路径，完成抓取操作。通过该完整的实验设计能够帮助学生理解激光三角法、点云信息、位置逼近等基本理论和方法，培养学生理论联系实际的能力和对科学研究的兴趣。
关键词：
三维点云 激光条纹 抓取 教学实验
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
张倩 朱美强 王惠 代伟 李海港
该文针对透明物体的抓取问题，进行了机器人抓取综合性实验设计。提出了基于几何约束的透明物体深度补全算法，研究了基于Deep Learning的深度补全，利用语义分割图对输入数据进行预处理，联合表面法线和遮挡边缘作为几何约束来预测缺失的深度值；选取基于RGBD(red green blue depth map)信息融合的抓取检测网络GR＿ConvNet对透明物体进行抓取检测。实验数据表明，Trans Lab算法体现出较好的抗干扰能力，能够很好地突显所有物体的形状和轮廓，利用补全后的深度图进行训练的模型精度更高。通过该实验设计能够帮助学生理解深度补全、语义分割等基本理论和方法，培养学生将理论联系实际的能力和对科学研究的兴趣。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
陈世海 王军 代伟 牛小玲 毛会琼 李明
针对现有教学体系中大一学生缺少专业实践环节这一问题,充分考虑到大一学生专业基础薄弱的现状,选用基于Arduino UNO开源硬件平台的车形机器人套件为实验对象,以学生毕业要求为抓手,设计了面向大一学生的专业综合性实验。教学实践表明,该实验能有效增强学生专业认同感和学习兴趣,对培养学生解决复杂工程问题的能力具有积极意义。
关键词：
机器人 综合性实验 实验设计
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
李寿杰 宋华军 兴雷 李郑 刘东凯
设计了一种基于机器视觉和步进电机快速控制系统的气冰球机器人实验教学系统。该系统利用高速摄像头对气冰球的运动图像进行采集和透视变换,对变换后的图像使用HSV颜色阈值分割,利用去噪点、Hough变换轮廓检测等算法得到气冰球的中心坐标。为了控制机械臂对气冰球的撞击,并减少系统响应时间、提高反应速度,使用轨迹预测和碰撞分析算法对气冰球的运动轨迹进行了建模。还针对步进电机丢步问题,提出了位置矫正算法。最后,对气冰球机器人的反应速度和轨迹预测精度进行了分析。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
汤知日 常胜
设计了一个在FPGA上能完整实现神经网络的机器学习实验。该神经网络可实现简单的图像分类功能,并可进一步改变网络的规模及分类数,以探究神经网络在FPGA上实现的手段和优势。此实验不仅使得学生有效学习和掌握了软硬件设计操作流程,更让学生对机器学习和神经网络的概念有了更加深入的认识。在课程教学实践中应用效果良好。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
孙江宏 何宇凡 王佳林 张奇梁
针对"机器人应用技术"和"工程建模分析与实践"等课程现场实验教学难以开展的问题,该文运用虚拟仿真技术搭建管道检测机器人虚拟仿真实验系统,模拟真实实验环境,实现机器人模型设计和管道实验设计等教学内容。经过实践证明,虚拟仿真实验教学不仅巩固了学生的理论知识,同时大大提高了学生的软件综合应用能力与自主创新意识。
关键词：
虚拟仿真 管道检测机器人 实验系统
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
孟庆森 张宏伟 王新环
为有效提高机器人自动化产线设计、调试的效率，解决实际设备调试风险高、试错成本高等问题，以三自由度机械手包装生产线为例，设计一种基于SIMIT、PLCSIM Advanced和MCD(mechatronics concept designer)的并联机器人数字孪生虚拟调试系统，采用MCD设计并建立机器人包装数字化工作站，利用TIAPortal进行硬件配置、工艺对象组态和PLC控制程序设计，通过SIMIT仿真电气部件行为模型和数据通信，实现了包装工作站的工序流程仿真、优化。结果表明：该系统能够有效验证并联机器人运动控制，完成生产线的协同调试。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
罗晶 陈金海 彭志轩 李杰 伍万能 周广兵
针对工业机器人成本高、开源性差和维护困难等问题，设计了一种基于机器视觉的机器人抓取实验系统。该系统利用机器视觉、深度学习和路径规划等技术对目标工件进行识别、定位，并完成抓取任务。机器人系统在结构设计上采用串联结构，利用无刷直流电机作为机器人关节的驱动机构。为了解决工件识别与定位问题，利用Pytorch框架下的深度学习模型，对工件图像进行处理，并利用YOLOV3算法对工件进行识别；基于机器人操作系统（ROS）实现机器人6自由度的运动学求解与运动规划；完成了系统总体与软硬件设计，并验证了机器人抓取试验系统的有效性。该系统具有成本低、灵活性好和高可靠性等优点，软硬件完全开源，便于日常实验和教学，提升了学生的动手能力和创新能力。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
李永
阐述了网络地址转换(NAT)的基本概念、工作原理及特点,通过Packet Tracer仿真平台设计了静态NAT、动态NAT实验。仿真实验设备包括仿真路由器、PC机和服务器各2台,二层交换机1台。该实验建立了局域网内部地址与Internet全局地址的映射关系,实现了局域网内部结点与Internet外部结点之间的通信,让学生能够从理论上和实践上更好地掌握NAT技术。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
黄弢 施妙辉 汪迪 王峻峰
为了实现工业机器人实验教学的多元化发展与创新,文章设计了一种基于TwinCAT控制系统与Qt图形界面的仿真-实物实验平台。采用开源的Bullet物理引擎实现了机器人的三维显示,利用自动化设备规范(automation device specification,ADS)技术实现了TwinCAT平台与Qt之间的数据通信。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
曹雪峰 尚宇辉 傅冬颖
利用模拟软件GNS3中的IPS模拟器、VirtualBox虚拟机以及Nmap软件的扫描功能,设计了虚拟网络入侵防御系统的实验内容和实验方案,实现了对利用Nmap发起的多种端口扫描方式入侵的防御仿真实验。验证了在虚拟网络环境下网络安全实验的可行性,提高了学生综合运用网络安全技术的能力,同时也加深了学生对相关理论知识的理解,为网络安全实践教学提供了切实可行的解决方案。
关键词：
入侵防御系统 网络安全 虚拟网路
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