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...     

无人作战平台认知导航及其类脑实现思想

无人作战平台将是未来空天战场的主要作战力量,认知导航正是应无人化平台智能自主运行控制的需要而提出的新型导航技术。通过对认知导航进行了深入剖析,给出了认知导航的基本内涵,以及在这一内涵下的认知导航框架结构和导航信息处理流程,并分析了认知导航所具备的新质导航能力,探讨了采用"类脑"技术实现认知导航的新途径,最后提出了实现认知导航需要解决的关键技术。为实现无人化作战平台智能自主能力提供了理论框架,具有较强的指导意义。     

卫星导航系统自主导航技术研究与验证

本文结合全球卫星导航系统自主导航技术发展现状,介绍了自主导航能力的发展特点及重要作用,分析设计了卫星导航系统自主导航体系架构,并对自主导航关键的时空基准保持技术进行了分析,提出了基于星间观测的完全自主导航的滤波算法、滤波状态噪声协方差信息选择方法及自主导航星载数据处理方法.论证了基于地面观测数据(锚固站)的半自主导航方法,比较了不同锚固站分布、数量及观测周期对自主导航性能的影响,并利用一套地面仿真试验系统验证了自主和半自主模式下的精密定轨和时间同步精度,可为卫星导航系统自主导航设计提供参考.     

基于VxWorks的水下机器人嵌入式导航系统的研究

构建了基于VxWorks嵌入式操作系统的智能水下机器人组合导航系统,详细阐述了水下机器人导航系统软、硬件体系结构.硬件采用基于PC104总线的多板卡嵌入式系统,导航系统核心处理器采用Intel公司的PIIX-4芯片处理器以及VxWorks实时嵌入式操作系统.文中还详细阐述了导航系统软件信息流程、数据处理及基于强跟踪卡尔曼滤波的船位推算算法.最后通过自主目标搜索、长距离航行试验等海试验证了该导航系统的可行性与可靠性.     

一种自主移动机器人智能导航控制系统设计

提出一种实用的自主移动机器人智能导航控制方案,以研制的模型样机HN-9为例,阐述了其具体实现技术.机器人采用扫描式超声波实现作业环境的探测,基于码盘和电子罗盘的组合导航子系统实现定位估计,利用模糊决策子系统产生反应式智能导航控制行为.仿真实验及模型样机的实际运行效果验证了该系统构成的可行性.这种模块化的低成本设计方案便于在移动机器人的嵌入式控制系统上实现,便于对已有移动机器人系统进行改造以实现自主导航功能,用以提高操作机动性与可靠性.     

基于多代理的制造系统建模框架和实现方法

介绍了基于功能建模和基于过程建模两种制造系统建模框架与方法,分析了软件对象技术、组件技术和代理技术的不同特点·提出了基于多代理的制造系统建模框架,它由对象自治性层次维、软件生命周期维和多视图模型维组成·采用基于多代理的软件工程实现方法,开发了基于多代理的制造系统软件·与软件对象和组件相比,智能代理具有更强的自治性和智能性,能够满足复杂制造系统对分布式数据和分散控制的要求,为制造系统过程集成提供了新的途径·     

基于自适应动态规划算法的小车自主导航控制策略设计

小车自主导航系统是路径规划领域研究的难点问题。本文利用自适应动态规划算法对小车自主寻路、避障的控制策略进行了设计。介绍了仿真过程中小车检测环境状态量的方法,提出了小车通过连续型奖励/惩罚信号自主学习寻路、避障的控制策略,并结合虚拟现实技术创建了不同路径和不同障碍物状态的仿真环境。通过不同路径状态的仿真实验,验证了自适应动态规划算法在解决小车自主导航避障控制策略问题上的可靠性和稳定性。     

基于视觉的缩微智能车车道检测与控制

针对智能车辆自主驾驶行为研究,提出并实现了一种基于视觉导航的缩微智能车系统.从软硬件架构、数据通信方式上介绍了缩微智能车系统的整体设计,并针对缩微道路交通环境中传统车道线检测技术易受光照变化影响的问题,提出一种灰度形态学Top-Hat变换与亮度轮廓扫描方法相结合的车道线检测算法.为分析智能车在缩微交通环境下的自主驾驶表现,设计了一种模拟驾驶员转向行为的舵机模糊控制算法.实验结果表明,该方法可以有效模拟车辆在真实道路交通环境中的自主驾驶行为,为智能交通系统研究提供了一种新思路.     

多智能体自主车辆导航技术研究

将基于GPS／GIS的导航技术与基于视觉的导航技术进行集成,提出了基于信息融合技术的多智能体自主车辆导航系统的概念,为提高基于视觉的导航控制系统的鲁棒性进行了有益的尝试,这一研究将为自主车辆导航控制创造一个更加实用化的平台．     

一种基于星敏感器的自主导航方法

由于惯性器件存在漂移,很难进一步提高采用惯性设备提供水平基准来实现星敏感器自主导航精度;而由于大气模型不精确,很难进一步提高利用星光折射来实现星敏感器自主导航的精度。为此,本文提出根据星敏感器的识别结果以及激光水平测量部件分别测量星敏感器的两个像平面轴来实现星敏感器自主导航。外场实验结果表明:采用本文的方法来实现星敏感器自主导航不仅能为载体提供角秒级精度的三轴姿态,而且能为载体提供角秒级的载体经度和纬度,所以该系统为载体提供了高精度的导航信息。     

多传感器信息综合技术的飞行试验研究

研究了将多传感器容错控制和信息融合技术应用于无人直升机的自主飞行控制．基于飞行导航控制的先验知识，对DGPS、磁航向计、大气数据计算机等飞行导航传感器获取的飞行状态信息进行综合处理，实现了组合导航控制．通过飞行试验表明，多传感器的信息综合技术能够保证飞行控制系统工作的可靠性，实现超视距、高精确度自主飞行控制．     

基于Mission Planner的无人机自主导航测量系统设计与实现

针对目前测量工具价格较为昂贵、测量手段多采用人工采集的方式,设计一款基于Mission Planner开源地面站和GNSS相结合的无人机自主导航测量系统。该系统由四旋翼无人机、APM控制器、Mission Planner地面站和PPK后差分系统构成,共设计手动和自动导航两种控制方式。自动导航模式中可通过Mission Planner地面测控系统的地图模块、数据交互模块,实现无人机按照设计预设航线进行飞行,并获取目标点的空间三维坐标。通过GNSS-BDS/GPS系统定位试验和自动导航对比试验得出,此套自动测量系统静态达到厘米级的定位精度,自动导航模式下的定位精度达到分米级。最终将其应用到点位坐标测量中,该系统所测得数据误差控制在10cm内,满足测量工作中的基本需求。本文可对今后开展全自主测量技术设备的研发提供理论基础和实践参考。     

基于机器人操作系统的室内运输自动导引车系统及其设计

针对当前室内运输自动导引车(AGV)导引技术存在灵活性差、开发成本高、路径维护烦琐等问题,设计并实现了一款基于开源机器人操作系统(robot operating system, ROS)的室内运输AGV系统。该系统包括硬件层和软件层两部分。在硬件层,综合考虑现实需求、性能、成本等因素后进行硬件选型,同时搭建了AGV底盘和单舵轮行走机构,为软件层提供了一个稳定、灵活的运行平台。软件层设计包括ROS规划端和网页人机交互端两部分。ROS规划端进行AGV地图构建、自主定位、路径规划、路径跟踪、自主导航五大功能模块设计;网页人机交互端实现远程人机交互功能。测试结果表明,基于ROS的室内运输AGV系统能够有效地完成室内自动化运输任务,且路径维护灵活简便,整个系统具有很强的可行性和实用价值。     

北斗导航辅助移动机器人同时定位和地图构建研究

针对未知环境下移动机器人实时构图和导航问题,将基于激光的环境特征提取和地图构建技术与北斗卫星导航相结合,设计了一种基于特征地图的移动机器人自主导航系统。利用激光提取环境信息,采用点和直线段进行环境表示,结合里程计进行定位,同时进行地图构建。然后在地图上关联北斗坐标,丰富地图信息,根据路径规划方法实现移动机器人自主导航。在Poineer3-AT机器人上实验表明:该方法能够快速提取直观的表示环境信息,并实现自主导航功能,有效提高了移动机器人导航能力。     

基于Android的GPS应用中的研究与开发

根据Android平台的特点及GPS应用的性能需求,建立基于Android操作系统、GPS以及智能手机等技术为核心的GPS导航系统终端软件,对系统平台和各主要功能模块设计进行了详细的研究和分析。结果表明,利用Android的通用框架,开发出的基于智能手机的GPS导航应用软件,便于在不同平台间移植和升级,该导航系统设计合理、具有广阔的应用前景。     

基于边缘提取和特征跟踪的道路检测算法

研究了汽车辅助驾驶系统中的计算机视觉问题，一方面，用小波变换对高速公司上的道路边缘进行检测，另一方面，利用灰度以及几何特征实时跟踪和检测车道边缘，通过建立道路边缘模型，采用数据模拟合的方法确定边界轨迹方,程从而估算出公路的延伸方法，实现汽车的自动防偏，并为解决汽车智能辅助驾驶系统的避障问题提供了有力的保证。     

基于无迹卡尔曼滤波的月球车惯性/天文组合导航算法研究

月球车导航传统方法主要是采用kalman滤波方法,需要对系统方程和观测方程的线性化,因此会引入的线性化误差的问题, 本文针对做出适当的改进。本文采用UKF方法作为误差状态量的最优估计方法,并以太阳敏感器观测得到的太阳高度角和太阳方位角以及测速仪的东向北向速度作为联合观测信息,将SINS和CNS所测得的月球车相关姿态和位置信息进行数据融合,估计出组合导航系统的误差状态量,从而对惯导系统的状态量进行校正,达到提高组合导航系统的导航定位精度和稳定性,减小线性化误差的目的。仿真实验证明,本文算法具有很好的位置、速度和姿态估计精度,有效的降低了线性化误差。     

煤矿无人工作面开采技术研究

为解决中国煤矿开采技术装备普遍落后,煤炭资源回收率低、死亡率高以及"数字矿山"发展缓慢的问题,基于科学采矿理念,分析煤矿开采现状,研究存在的问题,提出高度自动化与传统综采工艺相结合的无人工作面的概念和系统模型,构建了无人工作面的技术框架,分析了需要解决的关键技术,包括采煤机自动调高、采煤机自主定位与导航系统、煤岩界面自动识别、井上-井下双向通讯、采煤工艺智能化、工作面组件式软件和模型及数据库技术,指出了应用状况。     

飞机SINS/多普勒/气压高度表组合导航性能分析

为了满足飞机完全自主导航的需求,提出了一种低成本的光纤捷联惯导/多普勒雷达/气压高度表组合导航系统方案,探讨了该方案的数字仿真原理。通过对比飞机拐弯时机动飞行与直线飞行2种情况下的数字仿真和实际的跑车试验结果,得出了影响该组合导航系统精度的主要因素。理论分析和试验表明:该方案提高了捷联惯导的导航精度,明显抑制了惯导位置误差随时间积累而增大的趋势。     

基于J2EE技术的业务基础架构平台框架研究

对目前业务基础架构平台领域的应用现状进行了详细的分析,结合目前大型企业管理软件的开发与应用,提出了基于 J2EE技术的业务基础架构平台的框架结构,并对软件架构各个层次所采用的技术进行了深入研究,给出了一个基于J2EE技术的业务基础架构平台的具体实现。研究成果在电力企业管理信息系统中得到了一定规模的应用,并取得了很好的经济效益。