基于可拓理论的家庭机器人环境认知方法

为提高对环境的感知与理解水平,以家庭环境为研究背景,将可拓学的理论和成果应用于智能机器人环境认知过程,从而提出了建立环境空间概念模型的思想和实现方法.家庭机器人用基元理论表达先验知识与环境模型,可实现认知环境过程中深层知识的存储、表示及处理,用可拓推理方法与优度评价准则处理认知过程中出现的矛盾,再根据空间关系建立环境概念模型.提出的方法适用于家庭机器人的环境认知过程,经过适当改进完善,也可应用于其他类型的智能机械系统(机器人)中.     

月球车的运动学、动力学分析及其仿真研究

首先推导出六轮月球车运动学方程 ;其次 ,给出了在崎岖地形中运动的月球车的受力分析 ;最后 ,在考虑月球车多关节动力学问题条件下 ,建立了月球车的动力学模型 ;通过仿真实验表明该动力学模型可以较好地解决月球车在崎岖地形中的复杂运动问题 .     

自主环境认知的发育机器人发育模型

发育模型是目前具有自主认知能力的发育机器人研究的热点,为解决发育模型问题,定义了发育机器人的体系结构,以及信息处理流程中的算法问题,并针对现有模型不能解决机器人“诱拐”问题,给出了一个任务驱动的发育模型。该模型结构将具有自主环境感知能力的发育机器人结构分为3层：物理层、信号处理层以及发育层。其中,物理层由传感系统、执行机构以及机器人本体组成;信号处理层主要负责实现传感信号的处理;发育层是发育机器人的核心,由特征提取与发育体组成,特征提取可以将大量的传感数据压缩到很少的几维以方便处理,发育体是整个系统的决策机构,负责感知与动作的匹配。     

一种基于主动视觉的运动目标跟踪方法

提出一种基于尺度不变特征变换(SIFT)特征匹配的目标跟踪方法.首先使用SIFT提取目标特征,构建目标特征库,然后使用基于K维树的特征匹配算法,对实时序列图像提取的SIFT特征与特征库中目标进行精确匹配,实现目标检测与定位,根据定位信息自动控制摄像机转动,始终将目标锁定在图像视野中,实现实时跟踪.在真实的室内环境下进行目标跟踪实验,通过检验每一帧目标定位的正确性,计算目标检测的正确率.在本文实验条件下,正确率达到94%,而使用基于HSV色彩直方图的方法,目标检测的正确率小于80%,实验结果验证了该方法的有效性.     

仿人机器人视觉颜色空间的图像分割算法

提出了一种新颖的图像分割算法,用于提高仿人机器人足球比赛中机器人获取的颜色质最.为了使仿人机器人快速获得颜色图像,采用HSI颜色空间,并对现有算法进行了改进,根据每个像素点HSI 3值中有关J值的公式对当前像素的主要特征进行判断,采用了模糊K均值聚类的方法进行图像分割.根据每个像素点S值的分布,动态地决定当前选用的是H值还是I值,这样就能够有效地消除HSI模型的不足,使得机器人的视觉能够适应复杂的比赛环境.实验结果表明所提方法有效.     

基于虚拟力的无线传感器网络覆盖增强算法

为保证网络的覆盖功能,提出了一种在固定传感器节点中加入具有运动能力的移动节点的混合无线传感器网络模型.在此基础上,基于人工势场法的思想,提出了一种基于局部虚拟力的无线传感器网络覆盖增强算法,构造了节点与节点、移动节点与目标区域边界之间的相互作用力,并基于运动图式理论来共同控制移动节点的运动.为避免移动节点陷入局部极大覆盖陷阱,还引入了随机扰动作用力.最后通过仿真实验验证了算法的有效性.     

基于VR预显示的月球机器人遥操作仿真系统

为了消除时间延迟对遥控操作系统稳定性的影响，提出了基于虚拟现实(VR)预显示的两级遥操作控制结构的仿真系统方案。文章重点讨论了虚拟环境的建模技术，建立了基于摇杆-转向架的月球机器人的实体模型。最后用月球机器人爬坡的仿真验证了所建模型的正确性和可行性。     

基于多目标优化的移动机器人避障算法

针对移动机器人自主导航过程中由于过多寻求当前时刻最优路径或最优解而产生死锁或震荡现象,提出了一种动态变化权重的移动机器人行为融合避障算法.该算法利用多目标优化方法获得移动机器人最有效解,并把指定目标的移动机器人避障导航过程分解为3个子行为避障系统.通过动态改变子行为函数的权重和优先级,实时获得当前时刻最满意路径或最有效路径.实验结果表明,该算法可在确保避障过程鲁棒性前提下,有效地改善避障导航的安全性和平滑性。