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[发明专利]一种基于多模态信息感知的人体检测和跟踪方法-CN201911146615.4有效
发明人：周波;黄文超;甘亚辉;房芳;钱堃 -专利权人：东南大学
申请日： 2019-11-21 - 公布日： 2023-07-07 - 主分类号： G06V40/10 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于多模态信息感知的人体检测和跟踪方法，包括：彩色相机和深度相机标定与数据滤波处理；基于多模态信息感知的人体检测，分别在彩色图像和深度图像中检测人的身体和头部，依据头部和身体的空间比例信息融合两个检测结果；基于多模态信息感知的人体跟踪，使用核化相关滤波跟踪算法分别在彩色图像和深度图像中跟踪身体和头部，并建立跟踪对象的模型；利用跟踪对象模型和头身比的空间约束完善跟踪机制。本发明方法基于多模态信息感知，克服了仅基于视觉的目标检测和跟踪方法的缺陷，在室内服务机器人领域具有广泛的应用，有益于人机交互作业和用户跟随等功能。
一种基于多模态信息感知人体检测跟踪方法

[发明专利]一种基于3D视觉聚类和匹配的机器人乱序目标分拣方法-CN201911146390.2有效
发明人：周波;徐云辉;甘亚辉;钱堃;房芳 -专利权人：东南大学
申请日： 2019-11-21 - 公布日： 2023-07-04 - 主分类号： G06V20/64 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于3D视觉聚类和匹配的机器人乱序目标分拣方法，包括：对采集的分拣场景点云滤除分拣场景点云平面，并对堆叠分拣场景进行分割点云平面，得到多个种类的分拣场景点云簇；查询三维点邻域得到各分拣场景点云簇的堆叠状态；估计分拣场景点云中各点的法线，并提取各分拣场景点云簇和目标模型的边缘；生成不同的边缘候选匹配集合，利用Super4PCS粗匹配获取初始位姿，再通过ICP精匹配进行排序识别和位姿估计。本发明通过对物体的三维感知，实现了对具有堆叠、遮挡、乱序等特点的多目标物体的识别、分类和匹配定位，有利于实现工业机器人的自主识别和抓取动作的规划，从而提高搬运、分拣作业的抓取效率和准确程度。
一种基于视觉匹配机器人序目分拣方法

[发明专利]一种基于光线跟踪的移动机器人路径规划方法-CN202111538508.3在审
发明人：王晓腾;甘亚辉;房芳;周波 -专利权人：东南大学
申请日： 2021-12-15 - 公布日： 2022-03-25 - 主分类号： G05D1/02 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于光线跟踪的移动机器人路径规划方法，通过跟踪光线的传播轨迹来生成一条连接机器人起始位置和目标位置的无碰撞路径。首先，模拟现实世界中的光线传播，获得一条连接起始点和目标点的原始路径，然后祛除多余的轨迹点并借助于三次贝塞尔曲线使得各个直线段路径平滑连接，最终生成一条连接起始点和目标点的光滑无碰撞路径。本发明的路径规划算法运行速度快，且可以保证机器人的运动速度始终连续变化，大大增强了移动机器人运动的平稳性和安全性，且适合移动机器人进行高速运动。
一种基于光线跟踪移动机器人路径规划方法

[发明专利]一种基于天牛须算法的双臂协作机器人逆解优化方法-CN202111241095.2在审
发明人：章进;甘亚辉;王政伟;房芳;周波 -专利权人：东南大学
申请日： 2021-10-25 - 公布日： 2022-02-01 - 主分类号： B25J9/16 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于天牛须算法的双臂协作机器人逆解优化方法，包括以下步骤：S1、将双臂分为主从臂，运动规划采用主从方式，建立协作约束方程，根据主臂计算从臂；S2、将从臂关节角作为迭代初值，结合变换矩阵，得到从臂的末端位姿；S3、根据天牛须算法，利用符号函数判断飞行方向，更新X，比较和大小再次确定飞行方向；S4、判断X是否在目标区间内，若不在，X的值退回到上一步；S5、重复步骤S3、S4满足条件，此时X即为七轴机械臂的逆解。本申请使用的天牛须算法受天牛觅食原理启发而开发，属于一种智能优化算法，其迭代过程不易受梯度和初值的影响，从而能够快速准确地求得满足精度要求和目标区间的七轴机械臂运动学逆解。
一种基于天牛算法双臂协作机器人优化方法

[发明专利]一种基于改进RRT*的七轴冗余机械臂避障算法-CN202111240136.6在审
发明人：朱德志;甘亚辉;曹鹏飞;房芳;周波 -专利权人：东南大学
申请日： 2021-10-25 - 公布日： 2021-12-31 - 主分类号： B25J9/16 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于改进RRT*的七轴冗余机械臂避障算法，包括以下步骤：S1、确定机械臂DH模型，定义机械臂2,4,6轴组成的臂平面与参考面间的夹角为臂角；S2、根据DH模型矩阵表达式求解，期望位姿矩阵和臂角共七个约束条件，结合机械臂几何构型，解得七个关节角；S3、根据启发式偏向采样策略，获得随机树采样点；S4、结合启发式偏向采样策略，利用RRT*算法搜索出一条起始与期望位置间的无碰渐进最优路径，机械臂沿其运动过程中检测是否发生碰撞。发生碰撞则改变臂角，利用零空间自运动来避开障碍物。本申请使用改进的RRT*避障算法属于智能优化算法的一种，在RRT*算法的基础上结合启发式偏向采样策略与零空间自运动进行改进，提高了算法的规划速度与效率。
一种基于改进 rrt 冗余机械臂避障算法

[发明专利]结合离线补偿和在线跟踪混合策略的高精度恒力控制方法-CN202011246946.8有效
发明人：周波;王荣盛;甘亚辉;房芳;何家健;玄甲辉 -专利权人：东南大学
申请日： 2020-11-10 - 公布日： 2021-12-28 - 主分类号： B25J9/16 文献下载
摘要：本发明公开了结合离线补偿和在线跟踪混合策略的高精度恒力控制方法，该方法为：首先在离线编程软件中导入工件模型和机器人模型进行单元建模，通过离线编程软件生成平滑且连续的运动参考轨迹序列；然后通过建立机器人关节刚度模型，在机器人关节刚度辨识的基础上对参考轨迹序列进行开环式的离线恒力补偿；最后在开环式的离线补偿的基础上，根据补偿后的参考轨迹序列进一步生成接触式作业中闭环式在线恒力控制的期望轨迹，进一步通过变刚度自适应导纳在线跟踪控制方法来实现接触式作业过程中的高精度恒力控制。本发明将离线补偿和在线跟踪策略结合起来实现机器人高精度恒力控制的功能，既包含开环式的位置补偿控制又结合了闭环式在线恒力跟踪控制。
结合离线补偿在线跟踪混合策略高精度恒力控制方法

[发明专利]一种面向大型船舶外立面的喷涂机器人自动轨迹规划方法-CN202011249182.8有效
发明人：周波;刘欣凯;甘亚辉;房芳;何家健;玄甲辉 -专利权人：东南大学
申请日： 2020-11-10 - 公布日： 2021-08-06 - 主分类号： G06F30/15 文献下载
摘要：本发明公开了一种面向大型船舶外立面的喷涂机器人自动轨迹规划方法，首先针对大型船舶外立面的三角片网格模型采用半边结构存储其模型信息，完成船舶外立面网格模型的拓扑快速重建；其次对模型中各三角片几何特征进行提取；然后以该大型船舶外立面网格模型为研究对象，根据实际工艺需求以及模型几何特征对船舶外立面进行区域分割；最后，针对不同特点的分割子片采用不同的轨迹规划算法，获取机器人喷涂路径。本发明有助于解决大型船舶喷涂作业中人工示教方式的不足的问题，同时也能够显著改善机器人的喷涂质量以及喷涂相率，对于智能制造等生产领域具有深远的现实意义。
一种面向大型船舶外立面喷涂机器人自动轨迹规划方法

[发明专利]一种基于分步优化的多机器人多工位协作点焊规划方法-CN201911146612.0有效
发明人：周波;周睿;甘亚辉;钱堃;房芳 -专利权人：东南大学
申请日： 2019-11-21 - 公布日： 2021-05-11 - 主分类号： B25J9/16 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于分步优化的多机器人多工位协作点焊作业规划方法，包括：对多机器人多工位协作点焊作业优化问题进行描述与分析，并设立约束条件与优化目标，建立多机器人多工位协作点焊作业优化模型；基于任务均衡原则，建立初始分配方案，进行焊点编码分配和遗传算法迭代求解，得到局部最优焊点分配方案；单机器人焊点排序；完成焊点工位分配，得到多机器人多工位协作点焊作业规划方案。本发明提供了一种多机器人协作多工位点焊作业规划方法，解决了多机器人多工位任务规划问题约束和模型复杂、搜索解空间广导致难于求解的问题，提高了算法的搜索能力和收敛速度。
一种基于分步优化机器人多工位协作点焊规划方法

[发明专利]一种基于注意力机制的生成式对抗轨迹预测方法-CN202110053547.8在审
发明人：房芳;张鹏鹏;周波;钱堃;甘亚辉 -专利权人：东南大学
申请日： 2021-01-15 - 公布日： 2021-05-07 - 主分类号： G06Q10/04 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于注意力机制的生成式对抗轨迹预测方法，该方法设计了一种基于注意力机制的生成式对抗网络，并使用改进的损失函数来对生成式对抗网络进行训练。该方法首先利用基于长短时记忆网络LSTM构成的编码器模块从行人轨迹中提取行人运动的隐藏特征，然后利用一个基于注意力机制的池化模块对同一场景中的行人进行影响力权重分配以充分提取行人之间的交互信息，最后通过一个解码器模块输出网络预测的行人轨迹坐标。本发明提出的方法可以提高轨迹的预测精度，同时可以生成多条遵循社会规范的预测轨迹，其可以用于移动机器人的导航规划系统中，从而有助于机器人导航系统在与人共融的环境中规划更加合理有效的路径。
一种基于注意力机制生成对抗轨迹预测方法

[发明专利]基于机器视觉的机器人无序抓取方法和系统及存储介质-CN202011244911.0有效
发明人：甘亚光;张晓龙;甘亚辉;刘元建;廖连莹 -专利权人：纳博特南京科技有限公司
申请日： 2020-11-10 - 公布日： 2021-02-05 - 主分类号： G06T7/50 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于机器视觉的机器人无序抓取方法及系统。通过搭建kinect相机及机器人的抓取系统，利用所述kinect相机采集目标物体表面的图像数据，并对该图像数据进行预处理获得三维点云数据；对采集到的所述三维点云数据进行目标检测、目标分割、目标聚类、关键点特征提取、特征配准，识别目标物体，获得目标物体的位姿信息；根据所述手眼系统的标定结果，对所述位姿信息进行坐标转换，向机器人发出控制指令实现所述目标物体的抓取。通过分析机器人无序抓取过程中的算法不足，通过改进现有的算法，以适应机器人所处的复杂环境，以此提高了机器人的无序抓取的精确度以及机器人的柔性度。
基于机器视觉机器人无序抓取方法系统存储介质

[发明专利]多机器人系统的多任务协同控制方法-CN202011244913.X有效
发明人：张晓龙;甘亚光;甘亚辉;刘元建 -专利权人：纳博特南京科技有限公司
申请日： 2020-11-10 - 公布日： 2021-02-05 - 主分类号： B25J9/16 文献下载
摘要：本发明涉及一种多机器人系统的多任务协同控制方法，所述多机器人系统包括：主控制器、存储装置，传感装置以及通讯装置，所述主控制器与机器人、机器人之间均能互相通讯，所述多任务协同控制方法包括：根据多任务协作控制信息确定参与各待执行任务的指挥机器人和协作机器人；根据障碍物信息对确定出的协作机器人进行路径规划；当所有协作机器人均到达待执行任务地点后，指挥机器人指挥协作机器人协作完成相应的待执行任务。
机器人系统任务协同控制方法

[发明专利]一种基于线结构光感知的焊接机器人3D曲线焊缝自主示教方法-CN201811323901.9有效
发明人：周波;肖尧;甘亚辉;马旭东;钱堃 -专利权人：东南大学
申请日： 2018-11-08 - 公布日： 2020-09-11 - 主分类号： B23K37/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于线结构光感知的焊接机器人3D曲线焊缝自主示教方法，包括确定扫描相关参数，扫描生成焊件的有序点云模型；对焊件的有序点云模型进行预处理滤波；然后在焊缝横截面的进行特征提取和定位，得到相应的焊缝点位姿坐标系，组成焊缝点位姿坐标系序列；根据焊缝点位姿坐标系序列结合焊接作业工艺参数要求形成焊枪位姿坐标系序列；根据焊枪位姿坐标系序列生成机器人焊接作业运动路径。本发明具有3D焊缝特征提取和建模能力，实现对复杂空间曲线焊缝的精确3D定位，可解决小批量、多品种、非标准工件焊接的去示教智能化编程，提高焊接精度和质量对于焊接机器人应用领域而言具有非常重要的经济价值和应用前景。
一种基于结构感知焊接机器人曲线焊缝自主方法

[发明专利]一种基于BFS算法的六自由度偏置机器人逆解方法-CN202010593993.3在审
发明人：张晓龙;甘亚光;甘亚辉;刘元建 -专利权人：纳博特南京科技有限公司
申请日： 2020-06-28 - 公布日： 2020-08-04 - 主分类号： B25J9/16 文献下载
摘要：本发明属于机器人逆运动学领域，具体涉及一种基于BFS算法的六自由度偏置机器人逆解方法。该方法首先将手腕无偏置型机器人运动学逆解的解析解作为求手腕偏置型机器人运动学逆解的迭代起点，其后通过齐次坐标变换矩阵构建适应度函数F(X)，最后通过BFS算法，不断迭代逼近，求得满足精度要求的手腕偏置型机器人运动学逆解。该方法因迭代出发点选择为手腕无偏置型机器人运动学逆解的解析解，更具有针对性，且选择BFS算法，有更快的收敛性，只需要求解一次雅可比矩阵，相较于传统的逆解算法，大大减小了计算量，提高实时性。
一种基于 bfs 算法自由度偏置机器人方法

[发明专利]一种基于BAS算法的六自由度偏置机器人逆解方法-CN202010593995.2在审
发明人：甘亚光;张晓龙;甘亚辉;刘元建 -专利权人：纳博特南京科技有限公司
申请日： 2020-06-28 - 公布日： 2020-08-04 - 主分类号： B25J9/16 文献下载
摘要：本发明属于机器人逆运动学领域，具体涉及一种六自由度偏置机器人的逆运动学通用求解方法。该方法首先将手腕无偏置型机器人运动学逆解作为迭代起点，其后通过齐次坐标变换矩阵构建适应度函数F(X)，最后通过BAS算法，引入步长改进策略，以及天牛个体大小缩变策略，由迭代初始的大步长大天牛粗略搜索大致范围，到迭代中后期的小步长小天牛精细搜索，比较左须函数值和右须函数值的大小，确定下一次飞行方向和位置，同时引入随机因素，提高全局寻优能力，不断迭代直至得到手腕偏置型机器人的逆运动学解。该方法相较于传统的逆解算法，有更快的收敛性，大大减小了计算量，提高实时性。
一种基于 bas 算法自由度偏置机器人方法

[发明专利]一种基于负载自适应辨识的工业机器人力矩补偿控制方法-CN201811323903.8有效
发明人：周波;刘会昌;甘亚辉;马旭东;钱堃 -专利权人：东南大学
申请日： 2018-11-08 - 公布日： 2020-06-16 - 主分类号： B25J19/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于负载自适应辨识的工业机器人力矩补偿控制方法，包括根据机器人整体的受力平衡分析，在考虑摩擦的基础上采用牛顿‑欧拉法推导建立带负载工况下的机器人动力学模型；求解机器人负载辨识最优激励轨迹；计算负载惯性参数；在基于负载惯量匹配的基础上，补偿机器人带载工况下运动时负载所消耗的关节驱动力矩，并通过实验进一步验证和优化。本发明方法考虑了负载对机器人作业性能的影响，在无需任何外部传感器的前提下，通过简单易实现的操作完成了对任意负载的自适应辨识和力矩补偿控制，有效提高机器人带载工况下的控制精度，对于高速、大负载运动下的工业机器人搬运、搅拌摩擦焊等工艺具有十分重要的意义。
一种基于负载自适应辨识工业机器人力矩补偿控制方法

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