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王石刚

（1）机器视觉的识别、跟踪、定位、测量与检测;（2）自重构机器人及生物机器人;（3）仿生设计及智能控制。

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姓名：王石刚
目前身份：
担任导师情况：
学位：
学术头衔：

博士生导师，
职称：-
学科领域：

机械设计原理与方法
研究兴趣：（1）机器视觉的识别、跟踪、定位、测量与检测;（2）自重构机器人及生物机器人;（3）仿生设计及智能控制。

个人简介

华中科技大学博士，现任上海交通大学机电设计与自动化研究所所长、微电子装备研究中心主任、学科首席教授，博士生导师。中国机械工程学会智能机械专业委员会副主任，上海市基础研究科技人员特殊津贴获得者。曾获上海市育才奖，国家科技进步三等奖、国家教育部科技进步二等奖、上海市科技进步三等奖、中国汽车工业科技进步三等奖。已完成及在研的科研项目数十项。其中包括国家自然科学基金重大及面上项目“基于主动序列运动模糊图像的机器视觉振动测量” ，“机器视觉定位与测量”，博士点基金项目“复杂机电系统健壮性设计”，上海市创新团体项目“生物机器人的关键技术前期研究” ，国家“863”计划智能机器人主题项目“核电站蒸汽发生器检查机器人”，“高速、高精度轴瓦壁厚在线测量、分选机器人”，以及“视觉多功能全自动智能贴片机关键技术及设备研制”, “大功率机械设备软启动技术”, “地铁牵引控制系统SYSBUS32故障分析建模与诊断”, “基于视觉仿形的数控加工技术”, “先进电源功率平衡与同步控制”,“食品饮料灌装机械设计理论及关键技术”，“枕包、砖包无菌牛奶自动包装机”等。在Journal of Intelligent & Robotic System、 Journal of Robotic Systems、SPL of IEEE、Acta Mechanica Solida Sinica、Chinese Journal of Mechanical Engineering、ASME年会、机械工程学报、光学学报等国内外期刊和具有重要影响的国际会议上发表论文八十多篇。其中SCI /EI收录论文25篇。现主要研究领域为微小型机器人, 自重构机器人系统及生物机器人, 机器人及自动化装备中的视觉定位与检测模式匹配理论，视觉模型，图像分析与处理，亚像素技术及视觉位姿校正实时控制技术，新型传感器原理与技术，新型多自由度伺服控制机构，高速自动包装机械，高速、高精度运动系统控制原理与技术，医学图像与智能化医疗机械等。主要研究方向：（1）机器视觉的识别、跟踪、定位、测量与检测;（2）自重构机器人及生物机器人;（3）仿生设计及智能控制。

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2005-01-17

【期刊论文】一种新型高精度平面度图像测量系统*

王石刚，于新瑞，王洪

仪器仪表学报，2002，5（23）：488～491，-0001，（）：

-1年11月30日

摘要

介绍了一种新型的基于平面等倾干涉原理的高精度平面度测量系统。系统利用等倾干涉原理，通过CCD提取干涉条纹信息，根据干涉条纹在窗口尺坐标上的位置，并联系相邻测量点干涉条纹方向以确定干涉条纹在被检测平面上的变化量N；借以得到既能反映出半波长整数倍，又能反映半波长小数倍的平面度误差。

等倾干涉平面度窗口尺干涉条纹跟踪图像测量

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2005-01-17

【期刊论文】一种快速检测圆的抗干扰变形模板方法*

王石刚，于新瑞，关柏青，王颖峰

光学学报，2004，8（24）：1115～1119，-0001，（）：

-1年11月30日

摘要

提出了一种新的参量式变形模板方法，用于检测带有缺陷和噪声的圆。根据圆的几何形状特性和梯度信息定义了模板的能量函数。然后通过动态调整模板的参量使能量函数和图像进行交互以把能量函数最大化。根据能量函数的定义，在其取得最大值时的参量即为所检测圆的位置参量。为了提高匹配运算速度，先求出被检测圆的圆心和半径的估计值，然后给出缩小了的搜索区域。在此搜索区域内采用贪婪优化的算法得到最终检测结果。实验结果表明算法可以在圆有较大缺陷和噪声的情况下，定位精度在1个像素以内，速度在0.5s左右；有很好的抗干扰和抗噪声能力，并有较快的运算速度。

光学测量，变形模板，圆检测，贪婪算法

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2005-01-17

【期刊论文】微小型机器人的新型步行机构——柔铰五杆机构

王石刚，汪国宝，徐威，王安麟，于新瑞

上海次通大学学报，2002，10（36）：1426～1429，-0001，（）：

-1年11月30日

摘要

基于微小机械设计的一体化思想，通过分析五杆机构在小范围运动状态下近似线性的传动特性，把平面多自由度的闭链五杆机构和易于实现尺寸微小型化的柔性铰链结合在一起，提出了一种柔铰五杆机构。给出了这一机构的设计理论和方法，并应用到微小型机器人的步行机构上，对其进行了仿真验证。结果表明，这一步行机构是可行的。

柔性铰链，五杆机构，柔铰五杆结构，步行机构，微机械

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2005-01-17

【期刊论文】具有容错性的自重构机器人变形原理

王石刚，徐威，孙斌，杨汝清

宇航学报，2004，3（25）：305～311，-0001，（）：

-1年11月30日

摘要

自重构机器人通过自主变形来适应环境和任务的需要，它具有低成本、多样性、自修理和容错性等特点。本文针对系统的容错性目标，深入研究了具有容错性的自重构机器人的自组织变形方法。首先建立能够表达失效模块信息的系统结构描述模型；然后建立自重构机器人的模块运动规则；提出可以实现容错性的自组织变形算法。在系统出现失效模块的情况下，机器人依然能够有效完成指定的任务。本文以平面正方形晶格机器人翻越障碍物为例对变形原理和算法进行了验证和仿真。

自重构机器人，模块化，自组织，容错性

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2005-01-17

【期刊论文】结构优化的GA算法*

王石刚，刘莉**，肖尚宏，周济，余俊

应用力学学报，1995，3（12）：106～111，-0001，（）：

-1年11月30日

摘要

本文提出了一种用于结构优化的具有动态种源空间的GA算法，这种GA算法可以与其它结构优化方法如齿行法结合起来处理结构优化问题。这种GA具有很好的鲁棒性和较高的效率，可作为一个黑箱处理相当广泛的结构优化问题。

GA 算法，结构优化，动态种源

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2005-01-17

【期刊论文】基于分形特征的PCB机器视觉定位

王石刚，王洪，徐威，于新瑞，杨汝清

上海交通大学学报，2001，12（35）：1781～1784，-0001，（）：

-1年11月30日

摘要

提出一种基于印刷电路板（PCB）兴趣区图像特性曲线分形特征的定位新方法。由PCB兴趣区图像生成一组可观测特征曲线，抽取曲线中最能反映图像转动角度信息的曲线段为研究对象，从曲线的形成机理分析其分形特征，运用信号处理和随机统计理论处理曲线，得到能反映图像转动角度的曲线分形维数，建立起了可观测特征曲线的分形维数和图像位姿转动角度间的对应关系。

图像定位，分形，随机统计，机器视觉，印刷电路板

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2005-01-17

【期刊论文】基于非线性插值的IC芯片检测算法

王石刚，柯晓丹，盛文蔚

计算机测量与控制，2003，11（8）：627～629，-0001，（）：

-1年11月30日

摘要

提出把Jensen非线性插值算法用于对IC芯片引脚的长、宽及脚间距等尺寸的计算机视觉检测中，同时结合划分子区域检测策略，能使检测精度达到子象素级，检测速度达到在线检测的要求。实验证明了这种方法的可行性。

计算机视觉，非线性插值，芯片检测

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2005-01-17

【期刊论文】高频振动振幅的视觉测量*

王石刚，汪国宝，于新瑞，徐威

机械工程学报，2004，4（40）：85～88，-0001，（）：

-1年11月30日

摘要

研究了运动模糊图像在空间域和频域上的数学模型，理论分析指出物体作高频谐波振动时运动模糊成像的频谱上会由于Bessel函数的零点的存在而形成系列暗条纹。提出利用CCD摄取一幅振动模糊图像，经二维傅里叶变换，并采用图像处理技术检测频谱上直线条纹的位置，即可实现高频振动振幅的图像测量，测量结果为亚像素级的精度。

运动模糊图像频谱贝塞尔函数条纹振幅测量

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2005-01-17

【期刊论文】分形特性角度定位研究

王石刚，王洪，柯晓丹，汪国宝

计算机辅助设计与图形学学报，2002，4（14）：292～295，-0001，（）：

-1年11月30日

摘要

提出一种将分形理论用于PCB图像定位的新方法。以PCB上的矩形定位标志图像为研究对象，分析其边缘特性，结果表明图像边缘具有典型的分形特性；用去除边缘异常噪声加补偿的方法对图像边缘进行处理，消除噪声对图像边缘对应的分形曲线特性的影响，得到较精确的边缘分形曲线分形维数；推导出图像转动角度与图像边缘分形曲线分形维数的理论关系式，根据边缘曲线的分形维数精确地得到了目标图像的转动角度，解决了PCB板的精确、快速角度定位问题。

分形特征,，维数补偿,，相似维数,，角度测量