发育学习在足球机器人基本动作技能中的应用

研究了发育学习算法及其在机器人足球比赛技术动作学习问题中的应用。结合发育学习算法的优点,选用合适的强化学习算法,并将其应用于足球机器人动作技能的学习中。无需任何先验知识和环境模型,通过不断与环境交互获得知识,自主地进行动作选择,具有自主学习能力,在自主机器人行为学习中受到广泛重视。最后,给出了试验结果分析,并验证了该算法的优越性和有效性,并且能够满足高水准机器人足球比赛的需要。     

一种基于新奇的动作发育模型

机器人的动作是一切活动的基本单元。就足球机器人而言,好的动作设计实现是决策实现的重要保证。传统的强化学习模型在整个学习过程中使用恒定学习速率,导致在未知环境下收敛速度慢,且适应性差。针对以上问题,提出了一种新的动作发育模型——基于新奇的动作发育模型;该模型在学习过程中使用基于状态的遗忘均值的学习速率,更加符合人类发育的真实过程。模型采用内在价值系统,该系统由三部分组成:奖励、惩罚和新奇评判。在机器人足球比赛中,通过机器人截球实验表明,该模型在不断变化的环境下可以高效而准确地完成相应的截球动作。     

适于大规模自主移动机器人的体系结构

为解决机器人数目多时控制机器人计算量大的问题,提出一种适于大规模自主移动机器人系统的体系结构,包括系统的群体结构和系统内单个机器人的体系结构。群体结构采用有别于传统意义的混合结构,其中的递阶部分仅为任务层服务,控制信息量较少;运动层的协调由机器人自主实现。因此,该群体结构适于大量自主移动机器人组成的系统。在确定了群体结构的基础上,又提出了系统内单个机器人的体系结构,单机器人采用分层的混合结构,结合了反应式和慎思式结构的优点。整个控制结构较好地实现了机器人的运动自主性和任务合作性的有效结合。     

智能环境下移动机器人任务规划与执行系统架构设计

针对移动机器人的应用需求,研究并建立与人共存智能环境中对人友好的通用任务规划与执行系统(HFPES)的模型与架构,包括建立分布式机器人系统的MAS模型.在完全分布式结构的基础上,加入集中式结构的优点,引入复合Agent和移动Agent概念,建立一种高可靠性的分布式机器人系统的多Agent结构.同时针对系统中机器人智能体给出其Agent建模的分层混合结构,包括任务计划层、任务分配层、IAAs管理层、自主规划层和构件管理层,并采用多Agent协商的方法进行任务规划分配,有效解决了环境动态未知性带来的问题.通过这种任务分配、执行方式可以最大程度上实现智能构件环境下机器人系统的自主运行,增强系统的稳定性和可靠性.     

具有学习能力的智能机器人体系结构研究

智能机器人的体系结构是定义一个智能机器人系统各部分之间相互关系和功能分配、确定信息流通关系和逻辑上的计算结构 .针对特定的机器人及所要完成的任务 ,研究和设计了机器人的软件体系结构 .该体系结构包括感知融合列、动作规划列和学习评价及物理层、感知层、反应层、动作层、规划层和使命层 ,一共 2 0个功能模块 .     

牡丹三类群花药壁发育及结构的比较研究

本文对矮牡丹、杨山牡丹、紫斑牡丹三种七品种的花药壁层的发育、结构变化进行了系统的比较研究．三类群牡丹花药壁层结构具有许多共同特征：花药壁发育为基本型，药壁结构属双子叶型，由6～8层细胞构成，由外向内依次由表皮、药室内壁（1层）、中层（3～4层）和绒毡层（1～2）组成．腺质绒毡层，矮牡丹两品种中绒毡层有变形现象．外1～3层中层在成熟花药中宿存并与药室内壁同步发育出纤维素壁加厚．我们同时也观察到了三种七品种牡丹花药壁发生的特有方式，即它们的绒毡层均起源于初生造孢组织．根据以上特征我们讨论了芍药科生殖过程的特殊性，系统演化的原始性和孤立性，以及其花药壁结构与功能的相关性．     

国槐种皮的发育和结构

国槐的胚珠具有内外两层珠被，内珠被在种子发育前期退化消失，不参与种皮的形成，种皮仅由外珠被发育而成。种脐具两层栅栏细胞，种脐中央有种脐沟。本文还对槐种皮结构与透性的关系进行了讨论。     

黄皮大小孢子的发育和雌雄配子体形成的研究

本文报道黄皮大小孢子发育、结构以及雌雄配子体的形成．研究主要结果如下：１．小孢子的发育比大孢子为早，其发生的类型为同时型；２．小孢子四分体的排列为四面体形；３．胚囊的发育属蓼型，胚乳的发育为核型；４．胚珠倒生，具两层珠被；５．胚囊母细胞发育排成直线形的四分体，其中靠合点端的一个胚囊细胞将成为有功能的大孢子，但靠珠孔端的其余胚囊细胞则不发育．     

基于Agent的温室无线传感网络分簇管理模型

针对目前温室无线测控系统中未考虑节点能耗以及网络生命期的问题,提出一种基于Agent的温室无线传感网络分簇管理模型.模型中由本地静态Agent负责簇首选择,由簇内、簇间移动Agent负责传感信息采集,通过各Agent的协调合作完成温室无线测控系统的管理.由分析及仿真结果可知,基于Agent的温室无线传感网络分簇管理模型...     

一种带有实时视觉特征学习的自主发育机器人探索

能根据实时的环境如人一样进行自主发育学习是近年刚刚提出的、根据生物和认知的原理的一个新思想,因提出的方法复杂度高,所需的机器人平台的要求也比较高,在研究了增量获取特征和自主发育算法的基础上,把视觉特征抽取和自主发育结合在一起,通过一定的简化,形成能在简单的平台上实现的简化系统．经实验模拟证实该系统能够实时抽取视频图像的特征并实现移动机器人对环境的主动辨别和认知．     

基于视觉目标跟踪的侦察机器人导航方法

针对未知环境下侦察机器人的自主导航问题,提出了一种基于视觉目标跟踪的侦察机器人导航方法.首先利用二进制鲁棒独立元素特征(BRIEF)提取方法来检测和描述待跟踪视觉目标的局部不变特征点,在快速的特征匹配计算基础上提出由粗到精的目标定位两步法实现机器人导航过程中视觉目标的实时准确跟踪.其次对基于视觉目标跟踪的自主导航任务进行行为分解和实现,在行为中集成视觉目标跟踪算法.最后利用基于宏行为的机器人事务执行机制实现移向视觉目标的自主导航控制.实验结果表明,提出的方法能够使侦察机器人实时准确地跟踪视觉引导目标,在复杂障碍物环境下可靠地完成移向目标的自主导航任务.     

基于CPLD的移动机器人导航系统设计

目前,自主行走机器人在众多领域发挥了越来越重要的作用。如在救援应用中,自主行走机器人能够深入到人类难以到达的地方获得很有价值的信息,从而为救援工作提供极大的帮助,挽救人的生命和财产。本文以救援机器人在为基础,设计了一种基于单片机的超声相控阵导盲避障系统,主要介绍系统的架构和超声相控阵导盲的实现方法。系统的主控芯片采用STM32,利用CPLD实现相控阵信号在空间的聚焦。该设计能够对地形进行简单探测,得出移动机器人可以通过的通道。该导航避障系统性能稳定,成本低,易于实现。     

分布式多机器人协作研究与仿真

描述了一个分布式多机器人完成推箱子或其他任务的协作仿真平台．仿真系统可以用来试验机器人队伍的控制决策、团队组织原则．机器人可以通过环境进行协商，以简单的消息互相通讯．机器人通过传感器信息感知世界，并根据感知序列确定机器人行动．三维视图实时显示了机器人的运动状态，小地图显示了机器人的路径．     

基于视觉的多机器人协作SLAM 问题

 视觉SLAM 仅采用图像作为外部信息,用于估计机器人位置的同时构建环境地图。SLAM 是机器人自主性的基本前提,如今在小动态环境采用激光或者声呐传感器构建2D 地图得到较好地解决。然而动态、复杂和大范围下的SLAM 仍存在问题,使用视觉作为基本的外部传感器是解决问题的一个新颖热门的研究方法。在视觉SLAM 中使用计算机视觉技术,如特征检测、特征描述和特征匹配,图像识别和恢复,还存在很多改善的空间。本文在视觉SLAM 领域的最新技术的基础上,对基于视觉的多机器人协作SLAM 领域的前沿技术进行综述。     

基于二维位置敏感探测器的空间对接过程研究

为了准确地捕捉机器人空间对接的传感器信息,从对接机构的设计入手,研究了空间对接中传感器的选择、改制和基于传感器信息的空间对接问题.考虑到安装空间的限制和处理的信息量太多,提出了利用二维位置敏感探测器（PSD）配合红外发光器阵列的方法完成机器人的空间对接.通过对位置敏感探测器工作原理的分析和对传感器特性的试验,提出了在PSD光敏面上增加光学装置的方法以扩大它的探测范围和精度,同时大大减小了它对光信号的依赖程度.把该方法应用于可重构模块化探测机器人系统中,提出了基于传感器信息的轨迹规划方法,对子机器人空间对接过程的仿真试验验证了轨迹规划和空间对接的可行性.     

基于Zigbee的机器人无线通信系统

为提高机器人之间的通信效率, 将无线传感器网络Zigbee技术和机器人通信接口技术相结合, 解决了多机器人之间的协作通信问题。研究了基于Zigbee的机器人无线通信系统, 该系统不仅可以实现机器人间相互通信, 而且实现了无线通信系统信息的实时收发, 完成了机器人无线通信平台的搭建。通过实验验证, 机器人之间可以正常通信, 改善了机器人之间无线通信系统信号的传输问题, 提高了传输效率, 且实用性强。     

一种新型锚泊机器人研究

近年来,为了提高船舶的安全性和稳定性,锚泊机器人成为了海洋领域的研究热点。鉴于大西洋蛏的诸多优良性能,将以其为仿生对象来构建集掘进、锚定和自主脱附功能于一体的锚泊机器人本体。首先,阐述了锚泊机器人的国内外相关研究现状;其次,对仿大西洋蛏的锚泊机器人的机械设计进行原理性说明;最后,将重点介绍锚泊机器人的控制系统。实验结果表明,该控制系统能够使锚泊机器人完成掘进、锚定及自主脱附,并形成较大的锚定比。     

基于传感器数学模型的数据融合方法及避障研究

文章介绍了超声波传感器测距中存在的问题,提出了基于传感器数学模型的数据融合方法,在此基础上建立基于信息融合的移动机器人导航系统;结合模糊逻辑控制的方法,设计了符合人类驾驶经验的模糊控制器,以实现移动机器人在障碍物环境下的自主导航;最后用MATLAB模糊工具箱对该模糊控制器进行了仿真,结果表明,机器人能够自主避开障碍物,到达目的地。     

Software framework for off-road autonomous robot navigation system

This paper presents a software framework for off-road autonomous robot navigation system.With the requirements of accurate terrain perception and instantaneous obstacles detection,one navigation software framework was advanced based on the principles of "three layer architecture" of intelligence system.Utilized the technologies of distributed system,machine learning and multiple sensor fusion,individual functional module was discussed.This paper aims to provide a framework reference for autonomous robot nav...     

基于Beckhoff的瓷砖铺贴机器人控制系统设计

为促进建筑行业自动化发展,针对瓷砖铺贴工艺对机器人技术、定位技术及高速、高数据处理性能及实时坐标记录的需求,提出了基于Beckhoff嵌入式PC控制系统的瓷砖铺贴机器人控制系统。设计了针对机器人、移动平台、激光测距传感器、真空吸盘的综合控制系统,该控制系统利用激光传感器实现瓷砖空间定位,真空吸盘实现瓷砖抓取放置动作,移动平台扩大瓷砖铺贴范围。Beckhoff嵌入式PC作为上位机与硬件通过对应数字量模块、RS232模块实现通讯。瓷砖铺贴实验结果表明:系统可实时记录瓷砖位置坐标,并能满足机器人实时控制的需求,验证了该系统在精度上可完全代替人工实现瓷砖铺贴工作,同时铺贴效率得到了大幅提高。