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TUCAROLO-WELHELMINAZUBLOSUEG
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  • 提供配置文件
  • 机器人学和过程控制学院建于1986年
    成为德国领先机器人研究实验室
    iRP研究主要集中在三大领域:
    • 工业机器人
    • 医学机器人
    • 计算机视觉

    iRP参与数个研发项目并进行国际研究
    组织与工业伙伴

产品组合
  • 机器人-基础知识:MIRPA-机器人进程控制应用Middowe

  • 与大众AG合作
    模块化分布式软件系统可使用中间件简化实现商业中间件解决方案无法满足硬实时需求,过去控制应用使用有限设计并实现新中间件MiRPA消息驱动中间件实现设计满足机器人和自动化应用特殊需求MIRPA有可能设计出模块化开放控制系统图1显示六联工业操作器控制系统模范搭建

    所有安装模块都只有一个通信伙伴:中间件界面定义后模块即使在运行时也可以添加和/或交换,这使软件解决方案对研究目的非常有吸引力。新建传感器控制器可轻易整合而不改变控制系统核心快速控制原型因连接Matlab/Siminglink而大为简化matlab模型可实时目标系统MirPA模块执行

    MIRPA的使用并不限于机器人领域iRPA每次期望模块化、可扩缩和弹性实时系统时都带来其巨大的长处

      • 图1:MIRPA机器人控制系统软件架构

      • 图2 硬件架构对应Fig开工

  • 机器人-基础:联机轨迹生成

  • 这项工作的动机是希望将传感器整合到机器人环境生成指令变量对调控者有两种功能:几何路径规范(路径规划)和位置序列规范、速度规范、加速函数和时间依赖函数规范(轨迹规划)。文献为两个领域提供一套内容丰富的方法算法,可分解成多段完全没有方法从运动状态开始生成轨迹将传感器整合到机器人工作单元以实现传感器引导传感器守备运动时,这是一个非常基本的要求。机器人不得不对传感器事件响应 单次控制周期内, 并因此轨迹参数可任意改变轨迹生成者必须能够处理并处理任意输入值此外,输出值必须产生自来自有限制、最优时同步轨迹

    决策树之道
    决策树被用作方法基础,实现带任意输入值的N维空间联机轨迹生成和同步所有度fridom如Fig显示二叉图解三阶联机轨迹生成的简单实例写到Fig1函数将8N维空间映射到3N维空间时必须说明(Cartesian空间N=6)。定义此函数是该检索工作的主要部分定义过后,它将导致经典轨迹与矩形混混相演进,如Fig显示3表示三阶轨迹中最微小案例

    • 图1:三阶联机轨迹生成器输入输出参数
      z变换变量反向表示屏蔽元素

    • 图3 简单7级自定义轨迹的方位、速度、加速度和自控

    • 图2a:定位速度图显示时同步轨迹与非同步轨迹之差

    • 图2b:定位速度图显示时同步轨迹与非同步轨迹之差

  • 机器人-基础学:反文理学符号计算

  • 过去几年里,由德国研究基金会DFG资助的研究项目调查串行链路机器人逆向运动学领域的根本问题我们开发出方法 自动生成反运动方程 多类串行链路机器人适当的计算机程序SKIP应用并评价数以百计串行运动学SKIP计算闭合表解法 使用一组原型方程并先验解法微量方程分析引出强方程特征后,反演成本大为下降下图概述SKIP计算流和数据流
  • 控件:多传感器集成

  • 并发游戏

    显示多传感器整合工业操作的潜力 机器人编程来玩延加游戏的目的是在木形小木塔中寻找松散块,取出并放回塔顶操作器配有两台摄像头One PC专门处理图像并计算空间所有幼虫联机位置触觉反馈使用六度自由力/感应器和六度自由加速感应器精确定位测量用光三角传感器安装在抓取器上随机选择块和操作者试图推出塔反冲电量高或摄像头检测振荡塔时,将选择下一小类区块推得足够远时 轮廓由远程传感器精确检测块可完全居中, 关闭抓取器时塔不动为了避免破坏塔,所有横向力和托克斯都消除,同时拉出砖头重放砖头回塔上, 一支受守操纵原语搭建起来, 允许操作者停止, 当超出一定强度时.整个程序编程基础操纵原语组成原子运动命令单原语执行完成后,视传感器信号而定,下一步执行哪个原语信号程序可归纳成静态操纵原始网路径沿网动态变化并视工作单元状况而定场尾塔倒塌记录高度为28级,表示由29个区块组成10个额外级
  • 工业机器人任务自动规划执行

  • 这个项目旨在开发自动化机器人编程方法产品市场瞬息万变,安装生产线成本剧增因此,强烈需求可编程灵活工具支持机器人程序员开发基于CAD的机器人编程界面,使程序员通过点击虚拟环境适当表面来发布指令像“把对象送上平面”。机器人程序生成应自动由系统完成,时间和费用昂贵教学应冗余

    系统概述
    微博2描述系统开发第一步组使用符号空间关系定义3级用户只需点击合适的表面来做此操作 。系统可自动检测用户可能产生的矛盾和错误

    规范集成组后,组成序列应用集分策略生成

    确定集序后,必须应用免碰撞路径规划程序
    此外,组装操作必须转换为适当的技术原生网技术原生网由技术原语组成图中节点表示技能原语和边端附加入场条件注解每一种技能原语表示传感器机器人运动

    有了这个概念,许多不同传感器可同时使用目前我们使用摄像头和强力传感器

    虚拟环境规划过程,因此现实世界和虚拟世界间可能发生位移技术原生网成功处理这些移位提供系统规划、评价和执行汇编任务

    • 微博1:汽车头灯汇编

    • 由30多个部件组成汽车头灯汇编几何描述部件可用并定义完整产品表示对象目标定位定义首先是为产品生成集序
    • 图2:从规范到执行全系统概述

    • 图33:定义符号空间关系规范工具整合入商业机器人模拟系统

    • 微博6:传感器执行汇编任务

  • 移动机器人:MONAMOVE-制造环境弹性运输系统

  • MONAMOVE:运动电流运动和导航

    弹性自动化材料流,例如不同的工作单元和计算机控仓库在现代工厂环境变得越来越重要获取这种灵活性显然使用自主制导器许多自主引导飞行器概念从文献中知道,使用高度专用机载传感器系统环游与这些概念形成对比的是,我们提议的灵活运输系统MONAMOVE仅使用简单低价载波传感器并用全球监测系统和全局导航系统全局监控和全局导航组合使载体能够在没有任何固定预定义路径下导航

  • 移动机器人:移动机器人统计运动规划

  • 实境运动规划移动机器人通常必须考虑到移动屏障的存在处理该问题的两种方法占上风:1难点运动推定为完全已知可规划无碰撞机器人轨迹,例如配置时空二叉屏障置之不理直到接近机器人运动期间机器人通过执行规避运动响应两种方法都有一些缺陷,因为假设不正确反映现实:通常阻力运动无法精确预测,但一些关于平均阻力行为的信息很容易获取上一种方法主要有理论兴趣,而后一种方法可能效率相当低,因为它只使用本地信息。开发新概念整合统计数据以尊重阻塞行为:统计运动规划产生高效机器人路径 适应主流屏障运动此外,这一方法在机器人中认识到一个基本问题:机器人适应环境(反之亦然),环境受机器人干扰最小度

    即使在简单环境里,选择最优机器人路径取决于多种因素(例如:阻塞密度、运动方向、速度)数学模型因此成为统计运动规划的重要基础描述阻力运动,开发出两种模型 -- -- 精度和复杂性不同 -- -- :随机轨迹允许精确评价机器人相碰撞概率和预期驱动时间(它考虑到实现目标的时间还取决于非确定性逃避操作的成本)。随机网格比较简单表示法,用于规划最小碰撞概率的机器人轨迹

    统计方法生成路径经过评价并比较用传统规划器获取的结果,从而最小化路径长度自然,统计规划路径较长,因为它们有意嵌入绕行但在动态环境中,绕行可大大降低碰撞概率和预期驱动时间,而传统轨迹则比

  • 外科机器人辅助Endoscopic Sinus外科

  • 问题描述
    今日大多数鼻鼻鼻腔操作(骨架近鼻),例如清除甲状腺素,通过鼻自然开口以内窥镜帮助实现最小渗透性内镜作用光源单向和摄像头向外科医生单手握下内镜,不直接看到操作地点,而是屏幕上摄像头图片换句话说,她/他通常持有工具,例如专用刀切组织通常,这引起出血需要吸盘(另一种工具)从鼻子中除去血液和割切组织外科医生常操作时切换这些工具增加操作持续时间并使得过程烦琐和对外科医生非工效学

    项目描述
    Klinik und Poliklikfur Hals-Ohrenheilkunde/Chirurgie项目目标智能引导内镜满足下列需求

    • 选择乐器端常居相机视图中心
    • 内镜安装方式使外科医生拥有尽可能多的自由空间供自身运动使用
    • 关键程序结构(例如,Service-Service/Service/Service/Service/Service/Service/Service/Service/Service/Service/Service/Service/Service/Service/Service/Service/Service/Service/Service/Server脑部和眼睛部位必须避免,脆弱结构必须仔细触摸,并只在必要时触摸。
      • 机器人操作器取内镜引导

  • 机器人外科重定位

  • 问题配方
    研究项目中机器人辅助固定骨折法与汉诺威医学院外科系合作开发和评价骨折往往是交通事故等高能创伤的结果,如今通常用所谓的内指甲固定下方的X射线图像说明骨折,并用钉子稳定

    操作结果质量可用两个参数测量:lenght腿旋转和leg轴旋转视骨折类型而定,外科医生很难精确重构这些参数如果这些参数与生理正确值偏差过大,则可能需要第二次校正操作

    项目目标
    本研究项目的首要目标是开发和评价计算机和机器人辅助方法,以支持挑战性外科程序图像分析、强控机器人控制与预操作规划模拟结合后,可实现的减法理解度应提高

    脉冲物体半自动化分片缩放-摘要
    下表显示计算三维空间内断裂圆柱对象相对目标变换法的结果
    先计算方轴位置和方向特制Hough变换实现轴是骨折切取最重要的属性,并可用作初始质估计法(总自由度6度问题约束4分解法)。
    预处理步骤后,可使用已知表面注册算法计算相应断裂段之间的相对变换使用2D深度图相交法和ICP算法变量项目目标使用这些方法计算骨片目标配置,以便计算机辅助半自动化通过机器人减少骨折

    分片解析使用Telemanible带Haptical回馈-摘要
    开发出复杂系统 允许使用机器人远程操纵器 支持骨折减序机器人标准工业SäubliRX90机器人机器人受外科医生控制 手柄手势反馈术内三维成像压缩期间向外科医生提供基础信息3D卷成像由PC自动分割产生高度精细的断裂段表层模型外科医生可用它精确移动碎片到理想目标配置光学导航系统确保PC显示器上显示的三维场景始终与真切外科环境一致虚拟3D模型总是以与实骨片相同的方式移动,实骨片由机器人移动
    操作场内所有力和托盘都可用机器人手架强制/托盘传感器测量这些力量反馈回摇杆外科医生通过分心肌肉或骨折段间接触来感知力量对病人的动作

    结果
    第一次测试序列中,远程操纵器系统使用折损人体骨骼(无周围软组织)在我们解剖实验室评价可显示简单骨折可实现平均值约2摄氏度和2毫米下降即使是复杂骨折 可实现精度保持在4摄氏度以下从临床观点看,这些值不可接受
    远程机系统还测试人尸完整的标本 完整软组织 折断骨所得结果与上文概述的结果相似。此外,我们可以证明远程管理裁剪比人工裁剪高得多,人工裁剪由经验丰富的外科医生在同一骨折上完成。

    结论
    显示式可视化形式和远程操纵系统交互作用以减股骨骨骨折结果证明高效直觉性所有测试人员经短时间学习后都能够实现可靠减法并高减法这些结果清楚地表明机器人化骨折下降的潜力,这将保证今后这类操作的高质量结果

    • 顶端:X光片折断股骨[源码:AO断裂管理原理
      底部:教程内钉定操作

    • 顶端:螺旋骨折
      底部:复杂断裂

    • 交互原则三维远程管理减少骨折

  • 3D-Puzzle-Problem

  • 三维分片对象重构(3d-spugrem问题)是多项应用中高度相关的任务领域包含例如考古学 外科 生物信息学 计算机图形学 机器人学例子有重构破损文物、人体骨折外科、蛋白调试、表层注册和工业组件组合

    项目考虑整个处理链,从数据采集不同传感器开始,对表面作通用注册,到特殊需求匹配不同应用中的碎片在这方面,开发出新式高效对称方法,这些方法对测量不准确性、物质退化和噪声高度强健以基本配置,两种方法都寻找相对姿势, 即所有碎片间表面接触越高越好

    此外,先验性知识破损对象(如形状前缀、镜面对称和对称轴)可用来提高效率、精度和强健性

    * 由德国科学基金会资助
  • 智能室

  • 研究所开发新视觉监控系统 面向老年人我们的长期目标是一个监视系统,使老年人能够在自己的环境里过上持久、独立和安全的生活。监控系统不关心护理任务,而是尽量少影响日常生活,以确保人的健康相机和图像处理技术的长处是用户隐形此外,用户和系统之间不需要交互

    系统第一版已可运行并目前在实居环境测试版本使用安装在室内天花板上的鱼眼摄像头并可自动检测瀑布检测下降时系统可紧急调用使用不同模型免模型方法跟踪并识别瀑布下图显示布状图法,不同体段建模为色状布状图

    使用鱼眼摄像头的长处是将全室映射到仅一张图像上单插孔或泛端声波摄像头只能映射房间的一部分

    夜间检测瀑布红外线灯安装在会议室的不同位置上,优先使用天花板阴暗信息用于辨别立体人和假人从下图中可以看出,常态人的阴影比说谎者大得多。

    直至现在,我们只考虑下降检测,但当然下降预防是另一项挑战性任务动作变换可能由疾病引起并可能导致下降视觉下降预防可检测这些变化,例如全科医生通知

    这项工作得到了德意志电路库的支持,敬请

    • 常客

    • 说谎者

    • 假影常人模拟

  • 驱动辅助程序:后冲崩溃

  • 视频传感器对汽车应用变得非常重要,因为摄像头费用持续下降,图像处理硬件技术进步数列飞行器已经装上单目后机作为唯一的向后传感器,但该摄像头对辅助系统高容量仍未开发E.g.一种理想应用是传感器系统时间碰撞估计,其动机是高频公路交通后端车辆碰撞载运系统估计后端碰撞时间可能导致即时准备,例如以最优姿势移动头部或系紧安全带

    与大众公司合作,我们正在调查可靠即时车辆检测的可行性和时间估计与后台摄像头碰撞iRP在此项目中的任务是开发视频传感器软件,向VW提供向车辆接近安全元素状态信息

    方法论
    在许多车辆检测方法中,我们使用自上而下视图,通过反透视像像素投射街上,从下方图像和对应视频中可见在这个视图中,我们正在从右角向下看街道平面因此,不需考虑透视映射计算街道平面两个任意点的距离,它简化处理多项算法

    一种方法使用自上而下视图生成街道纹理描述街面预期外观下图中显示右列生成街道纹理和左列源图像上行显示从相机看到的视图,下行显示相应的自上而下视图源图像和街道参考纹理比较,以检测下图显示的接近车辆和带绿线视频显示的车辆

  • 驱动辅助程序:通过数字图像分析泊车点检测

  • 导 言
    越来越多的汽车配有驱动辅助系统网络向驱动者提供信息支持,从而有助于预防事故和帮助安全交通其中一些系统已经实施并成功使用多年,如ABS或ESP其他一些像自动车道检测或红外视觉等正在开发并安装到新车中现代DAS设计简化驾驶或提高驱动人的舒适度并减少疲劳现代系统之一是停车场助理自动把车开进停机坪但在实际启动停机坪前,必须检测停机坪最先进系统内,驱动程序本身必须定位点,然后使用超声波传感器测量大小与大众AG合作开发视觉系统 自动定位停机坪与超声波传感器相比,摄像头有极大优势,因为它们有广域可能应用帮助图像处理 几乎所有理想信息 从相机图像中提取摄像头视线广广 甚至在远距离收集资料系统使用带鱼眼透镜和结构运动摄像头获取周边地区信息收集数据后解释定位停机坪


    搭建方法
    鱼眼摄像头有提供大视场的优势有可能用一台摄像头获取180度视图两台摄像头足以覆盖行车左侧和右侧区域安装在Volkswen提供一辆车侧镜中下图显示右视图示例

    因为我们每端只有一台摄像头,我们不能使用立体视觉收集3D信息但由于汽车运动,我们可以使用运动结构3D世界三角点并计算精确位置结果是三维散射图传递区域


    结果
    散射图实例可见下方(图像3D散射图)。图中的每一点表示实3D点街上点为彩红色,屏障显示黑显示上向下视图显示全场从上向下显示模式变可见,可清晰识别汽车建模像字母U上下视图中可发现部分这些位置,汽车位置清晰识别免费泊车点现在通过寻找这些车间自由空间检测进程图解见下图公有汽车红色高亮显示自由空间标绿色(图像:自上而下视图场景)发现停机坪后可启动自动停机坪进程

    实验飞行器:Paul
    当前实验车Paul(德文:Parkt alleinunkt)使用视觉停车场检测Paul在汉诺威博览会2008展示Volkswagen公园辅助视觉系统

    • 右视图鱼眼摄像头

    • 3D散射图

    • 自上向下视图场景

    • Paul Hannover博览会2008

  • 机器人系统处理汇编

  • 机器人学和过程控制研究所参加协作研究中心562“操作和装配系统”,该研究中心由Project.英格医生华尔市

    协作研究中心562的目标是进化方法学和组件相关基础知识,开发机器人系统以闭合运动链为基础,以便提高这些机器人有希望的潜力,特别是在高操作速度、加速度和精度方面。

    减序处理和组装应用最基本目标就是提高工作空间操作速度和加速度实现给定进程精度通过使用传统串行机器人系统,这些增加需求结束于恶性循环在这种情况下,基于并行结构的新机器人系统请求非常重要。 并行结构为主动振荡提供理想平台。整合这些适配控件和特殊自适应控件是一种大有希望的有效方法,可使机器人同时提高精度和速度并因而提高生产率

    协作Reserach中心562基本题目如下:

    • 并行机器人设计建模
    • 机器人控制信息处理
    • 并行机器人新组件

    参赛机构

    • HEXA二类

    • 三角形

    • 定位器

    • fufgleenk