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卢桂章

机器人系统及应用

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姓名：卢桂章
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博士生导师
职称：-
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研究兴趣：机器人系统及应用

个人简介

长期从事机器人系统及应用的研究，先后完成863计划、攀登计划、973计划、国家自然科学基金、天津市重点攻关等项目十几项，科研成果显著。在多机器人控制协调系统、机器人新型控制器等方面取得了具有国际先进水平的成果。特别是从93年以来进入面向生物医学工程的微操作系统的研究，研制出我国第一台微操作机器人，集成了多自由度协调操作、显微视觉导引、微驱动控制、微操作轨迹规划等技术，提出了有自主知识产权的体系结构，成功进行了生物医学实验，为机器人技术的应用开拓了新领域，也为生物医学工程提供了新工具。在显微图象处理、利用二维图象的三维定位、复杂微操作实现以及通过学习自动重复作业等方面做出了极具创新特色的工作。研究成果被鉴定为国际领先水平，并列为863计划智能机器人主题15年取得的三个代表性前沿高技术成果之一。1999年取得了国家技术发明专利，2000年获得天津市技术发明一等奖，2002年获国家技术发明二等奖。首次将虚拟现实技术引入微电子机械快速原型设计，在攀登计划，973计划，863专项支持下，取得了重要成果，其成果已达到国际先进水平，提出了“基于部件库的MEMS设计方法”，极具创新性，是一充满活力并有重大应用前景的新生长点。

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TA的成果

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2005-03-11

【期刊论文】微操作机器人中基于原语的智能控制方法*

卢桂章，温遇华，赵新

机器人，2003，25（4）：331～334 ，-0001，（）：

-1年11月30日

摘要

本文提出了一种基于原语的微操作机器人智能控制方法。首先，给出了面向对象的软件体系结构；然后，在智能机器人分层递阶的层次结构基础上，提出了原语控制概念，通过原语函数对系统模块的二次封装，把机器人任务简单抽象为任务原语序列，实现了基于原语的机器学习和示教再现，实验证明，基于原语的控制方法可以有效地提高微操作机器人的智能和自动化程度。

微操作机器人，面向对象，原语控制，示教再现

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2005-03-11

【期刊论文】微操作机器人系统拟实环境污染的建模与实现*

卢桂章，谢少荣，彭商贤，赵新

控制理论与应用，2002，19（2）：220～224，-0001，（）：

-1年11月30日

摘要

建立微操作机器人的拟实环境结构，应包括微操和环境的建模、微操作工具的建模及模型叠加三部分；本文就微操作环境五境的建模与实现和微操作工具的建模与实现这两部分的关键技术：图像传输、虚拟微操作器的生成、虚拟显微镜、虚拟成像过程及虚拟控制给出了实现方案，并在基于微机的硬件结构和Visual C++及OpenGL组成的软件环境里，得到了虚拟微操作环境和虚拟微操作工具的动态模型。

拟实环境，虚拟显微镜，虚拟成像，微操作

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2005-03-11

【期刊论文】面向生物工程实验的微操作机器人

卢桂章，张建勋，赵新

南开大学学报（自然科学），1999，32（3）：42～46，-0001，（）：

-1年11月30日

摘要

本文讨论了一台面向生物工程应的微操作机器人系统的结构、功能和关键技术。首先，给出了它的硬件体系体结构和逻辑结构，它由传感系统，控制系统和操作系统组成。其中传感系统由显微镜和CCD摄像系统组成。其次，对微操作机器人系统的关键技术进行详细讨论显微视觉是最主要的一项技术，基于此技术完成了两项功能，即微针的纵向定位和自动寻针。最后，给出了微操作机器人在生物PCR反应实验中的一个成功的应用实例，证有了上述系统的有效性。

微操作机器人，显微视觉， PCR反应

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2005-03-11

【期刊论文】先进制造: 将虚拟现实技术与快速原形技术应用于微电子机构系统设计①

卢桂章，赵新②，李明，陆斌

，-0001，（）：

-1年11月30日

摘要

提出了用虚拟实技术实现MEMS的快速原形设计的思想，并具体给出了虚拟环境中的实现步骤。核心是在虚拟环境中实现MEMS器件的部件设计，拟实组装，拟实运行。进一步，构建了虚拟现实实验平台；并在此平台上实现了微马达和微泵的拟实运行及一个拟实组装的例子，从而验证了上述用虚拟现实技术实现MSME的快速原形设坟的可行性及实现步骤的正确性。

虚拟现实,，快速原形设计,，微电子机械系统,，拟实组装,，拟实运行

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2005-03-11

【期刊论文】基于部件库的MEMS设计方法

卢桂章，赵新

，-0001，（）：

-1年11月30日

摘要

针对当前MEMS设计工具中机械性能评测不充分的问题，提出了基于部件库的MEMS设计方法；介绍了部件及部件库的概念和基于部件库的MEMS设计环境的总体结构及关键技术。完成了各关键技术的攻关，并建立了一个原形系统。

MEMS设计，部件库，虚拟现实

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2005-03-11

【期刊论文】分布式认证中心的研究

卢桂章，辛运帏

计算机应用，2001，21（11）：25～30，-0001，（）：

-1年11月30日

摘要

详细计论了认证中心及数字证书的概念，提出了一种认证中心架构，并实现了一个原型系统，在此基础上完成了证书验证过程。

认证中心，数字证书，电子商务， X.， 509

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2005-03-11

【期刊论文】微操作机器人系统的三维标定*

卢桂章，黄大刚，张建勋，赵新

，-0001，（）：

-1年11月30日

摘要

提出在毫米级空间对微操作机器人系统实现微米级三维标定的方案，阐明标定原理、计算方法对标定块的具体要求，并给出实际标定结果。

微操作机器人，标定，三维标定，三维标定块

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2005-03-11

【期刊论文】VIRTUAL OPERATIONS OF TWO TYPICLA MEMS DEVICES-MICROMOTOR AND MICROPUMP

卢桂章， ZHAO Xin， LU Gui-Zhang， LI Ming， AN Xiang-Dong

，-0001，（）：

-1年11月30日

摘要

Virtual operations of two typicl MEMS devices-micromotor and micropump are discussed in this paper. Micromotor is a well-developed MEMS device; its dynamics is availabe. The process of realizing vrital operation of well-developed device like micromotor, which involves geometric modeling and seeking recursive resolution of device dynamics, is given in this paper. Micropump is a developing device; its dynamics is unknown. Therefor, its dynamics must be derived, firstly. The process of realizing virtual operation of developing device is gievn is this paper. Finally, virtal operations of micromotor and micropump are implemented.

protoyping design,， virtual reality,， dynamics,， operation,， implentaion,，

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2005-03-11

【期刊论文】Optimizing Virtual Environment for Micro Operation Using Genetic Algorithm

卢桂章， LI Min， ZHAO Xin， YU Bin， LU Guizhang， LIU Jingtai

Proceedings of the 4th World Congress on Intelligent Control and Automation, June 10-14, 2002，-0001，（）：

-1年11月30日

摘要

A genetic algorithm to optimize the virtual micro operation environment is put forward in this paper. Firstly, the optical model for microscopic imagng is introduced. Secondly, the backgroun and reasons of using genetic algorithm are discussed. Furthermore, a genetic algorithm is designed to seek the mapping between the spred parameter бof microscope and Z-axis coordinates. Finally, this genetic algorithm is used to optimize the virtual environment for micro operation with the features of microscopic image. The genetic algorithm is proved to be effective by some experiments at last.

Genetic Algorithm,， Virtual Environment,， Micro Operation,， Identification of Spread Parameters of Microscope.，

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2005-03-11

【期刊论文】显微图像处理获得深信息的一种新方法*

卢桂章，赵新，李敏，刘景泰，黄大刚，余斌

，-0001，（）：

-1年11月30日

摘要

本文提出并实现了一种显微图像处理获得深度信息的新方法。首先，给出了显微镜成像的光学模型。然后提出了利用矩形面物体成像辨识显微镜扩展参数的方案，针对矩形面物体得出了显微镜光学模型的角析解，设计并完成了建立显微镜扩展参数和Z方向坐示之间映射关系的实验，而后利用遗传算法搜索实验数据，得到了显微镜扩展参数和Z方向坐标之间映射关系：最后，将上述结果应用于具有显微图像效果的微操作拟实环境，取得了很好的效果。

微操作扩,，展参数辨识,，深度信息恢复