移动机器人软故障检测与补偿的自适应粒子滤波算法

软故障泛指系统性能偏离正常水平。软故障补偿对于移动机器人定位、建图、导航以及安全至关重要。机器人是计算和存储资源受限的高度非线性、非Gauss系统，使得软故障诊断与补偿具有很大难度。文中提出一种自适应粒子滤波器算法，利用激光雷达测量信息对两类软故障（航迹推算传感器故障以及车轮被卡或打滑异常）进行补偿。首先分析了移动机器人系统的运动学模型、测量模型以及故障模型，提取了5个残差特征，故障检测通过残差特征超过给定的阈值实时地获得。其次，设计一个自适应粒子滤波器用于故障补偿，自适应体现在相互联系的两个方面：（1）根据残差特征自适应地调整线速度和偏航率的噪声方差；（2）在重采样阶段抽取粒子数目不同的两个粒子集（代表同一分布的两种近似），根据两个近似分布的Kullback-Leibler（KL）距离自适应地调整粒子数目。若KL距离较大，则增加粒子数目，反之则减少粒子数目。从理论上证明了算法的正确性，并通过故障情形下移动机器人位姿跟踪问题验证了算法的效率与精度。     

基于黄金分割律选择算子的改进进化编程算法及其在机器人路径规划中的应用

通过分析及结合机器人路径规划的进化编程仿真实验指出,保存最优个体或淘汰最差个体都会引起进化算法早熟现象,并提出如下改进算法按适应度从高(优)到低,依黄金分割律分别取出优秀和最差部分个体(染色体),通过赌轮法,并按适者生存原则从优秀的部分中选择一个体直接进入子代,而按劣者淘汰原则从最差部分中选择一个体从子代中排除.将改进算法运用于机器人路径规划,通过仿真实验检验了算法的有效性.     

自然场景中字符型交通标志的检测算法

提出一种检测城市和高速公路环境中字符型交通标志的新方法.首先,在输入图像中分割出蓝色和墨绿色区域,用形态滤波和形状标记图判断交通标志的候选区域;其次,将候选区域的彩色图像灰度化,用Otsu算法计算候选区域灰度分布直方图的阈值,并对其进行分割,得到包含字符的二值图像;然后,将候选区域的二值图像向垂直方向上投影,用3次样条拟合算法对其进行拟合,利用曲线的性质,找到拟合曲线中的局部极小值点,分割出包含字符条形区域;最后,将条形区域向水平方向上进行投影和曲线拟合,查找局部极小值点并分割出单个字符区域,再进行形态过滤,分割并定位交通标志中的字符.实验结果表明:该算法的字符查全率高于84％,准确率超过92％.     

丹麦的机器人学研究与教育

介绍作者访问丹麦和丹麦技术大学的见闻和体会.重点介绍了丹麦技术大学的机器人学开发研究,机器人学教育的发展状况.丹麦的机器人学研究开发不但具有特色,而且注重应用.机器人学教育内容包括:高水平的硕士论文,别开生面的博士研究生论文答辩会,因材施教的教学模式.这些见闻和体会,有助于对丹麦机器人学研究和教育的了解,并对我国的机器人学研究和教育具有一定的借鉴作用.     

一种基于ELECTRE法的多目标优化进化算法

将多目标属性决策方法中的ELECTRE法引入到多目标优化进化算法中,提出了一种新的多目标优化算法.采用辅助群体来存储进化过程中的非劣个体,并且采用与SPEA-Ⅱ相同的适应值分配策略来保证解的良好分布性.此外,构造出一种新的超序关系对个体进行排序,证明了该超序关系比Pareto优劣关系弱,利用此超序关系,能增强进化过程中的选择压,加快收敛速度.数据实验结果表明,该算法能很好地收敛到Pareto最优,有效地保持解的多样性.     

个性化智能安全中面向正示例的自组织聚类学习

针对个性化智能安全服务的需要,提出了一种新的个性化智能安全服务范式,并为此构造了面向正示例的自组织聚类学习器作为这类服务范式的核心技术,然后对提出的学习算法进行了入侵检测实验及分析.     

基于神经网络辨识的移动机器人航向误差校准方法

分析了E-Core RD1100干涉型光纤陀螺的误差产生机理, 提出利用RBF神经网络和遗传算法实现光纤陀螺漂移误差模型的辨识. 通过实验获得进化神经网络的训练样本, 在RBF神经网络的训练中, 提出了基于Elitist竞争机制的遗传进化训练方法. RBF神经网络具有很强的局部逼近能力, 而遗传算法具有优良的全局搜索与优化性能, 从而能够有效地对陀螺误差的非线性与时变特征进行建模与辨识. 实验结果表明: 该方法大幅度减少了光纤陀螺的误差, 从而提高了移动机器人导航定位的精度.     

基于Multi-Agent技术的个性化数据挖掘系统

设计基于Multi Agent技术的个性化数据挖掘系统,介绍了该系统构造的基本思想和Agent的状态转变关系及其它们之间的通信协议;利用用户Agent和挖掘Agent得到个性化数据挖掘系统MAS,并给出了系统的算法.该类系统的特点是:用Agent模拟人,实现用户在系统中的智能代理.结果表明,它能够实现数据挖掘的个性化服务功能,提供对用户真正有价值的知识,有效地避免了用户的重复劳动和精力耗费;同时,避免了系统对无用数据的挖掘,提高了系统的运行效率.     

基于分布式Agent的ERP子系统设计

研究了基于分布式Agent的软件设计框架.提出结合客户/服务器与浏览器/服务器混合结构的管理信息系统模式,应用多Agent之间的协作实现针对大型企事业单位实施封闭化管理的企业资源规划子系统.利用成熟的ODBC数据库接口技术与SQLServer2000数据库开发以实现分布式Agent的应用体系.中心数据库设置公共数据表作为公示板,按照内容层、交流层、信息层对Agent间传递的数据进行封装,现场控制系统根据公示板的信息实现数据同步.Agent的调度采用事物触发以及Windows的任务计划管理等形式实现.采用多Agent的合作模式,能够灵活地构建、组织、调度系统的功能,系统具有可扩展性强等优点.     

模糊关系系统解耦方法

针对模糊关系系统的解耦问题，提出了可解耦的充分条件及构造模糊串联补偿解耦器的具体方法；在此基础上，进一步讨论了在一类拓扑变换下模糊关系系统的解耦方法．本研究可为多变量模糊控制系统的分析与综合提供一种有效的工具．