基于模糊PID控制算法的导盲机器人研究

结合PID控制对线性定常系统控制的优越性和模糊控制器对复杂非线性系统的有效控制,设计了一种基于模糊PID控制算法实现导盲机器人的避障循迹控制。导盲机器人采用乐高套件搭建而成,避障环节设计采用超声波传感器检测障碍物信息,控制器采集障碍物信息及机器人行驶速度信息,利用模糊PID算法实现避障;循迹环节为克服遇机器人转弯或高速行进时一般PID控制算法稳定性差的不足,采用实时跟踪偏差和偏差变化率来修正PID控制的各个参数,实现对机器人的导航控制,其中机构采用红外传感器进行识别检测。实验结果表明,利用改进算法进行导盲机器人的避障循迹控制,能够极大的提高避障的准确率,精准的循迹。     

导航盲杖的机械设计原理

该文介绍的作品是一个为了方便盲人行走、加入了感觉障碍物方位和感应路面情况的导盲装置,辨别障碍方向的杠杆传动机构以及辨别路面凹凸情况的摆动导杆机构可以使盲人朋友在生活中行动自如,不再因自己感觉不到障碍物而困扰。盲人朋友手持手柄即可以感触到障碍物及路面凹凸情况。作品含有射频识别装置、超声波避障模块、语音模块。其中,射频识别装置可以完成对路面导航标签的识别以达到导航的目的,超声波避障模块则可以完成对悬空障碍物的识别。     

软枣猕猴桃与中华猕猴桃功能成分比较研究

为开发利用野生软枣猕猴桃资源,以吉林地区野生软枣猕猴桃和中华猕猴桃为材料,采用液相色谱法、紫外分光光度计法以及火焰原子吸收法对其功能成分进行了比较研究.结果表明,软枣猕猴桃多糖含量为8.85 mg·g~(-1),是中华猕猴桃的4倍;软枣猕猴桃黄酮含量为4.28 mg·g~(-1),是中华猕猴桃的7.6倍;软枣猕猴桃Vc含量为1.34 mg·g~(-1),略高于中华猕猴桃.软枣猕猴桃的Fe、Mn、Zn和Ca元素含量分别为3.45,0.26,0.85和24.7μg/g,均远高于中华猕猴桃.     

基于多传感信息的挖掘机器人导航及避障技术

为实现挖掘机器人在挖掘作业前,无碰撞安全行走到作业场所,采用视觉、红外及超声波传感器,采集挖掘机器人外界环境信息,通过红外及超声波传感器实现墙壁跟踪导航;依靠视觉传感器,实现巡线、道路识别、导引车辆跟踪导航;依靠光流法提取障碍物特征信息,实现路面障碍物的识别、避障。研究结果表明:综合使用多传感器信息,可以实现挖掘机器人的导航及避障目标。     

变电站巡检机器人避障方法研究与应用

为提升变电站巡检机器人的导航避障能力,将深度学习技术应用于变电站场景识别中,提出了一种基于深度卷积神经网络的避障方法.该方法联合图像分类和语义分割两个分支来共同辅助机器人导航避障,分类分支通过获取图像全局信息,保证机器人正确行驶方向;而语义分割支路则根据图像局部信息以及机器人前方目标类别,指导机器人准确避障.实验结果表明,避障方法可以高效地对图像进行分类和分割,同时,在实际变电站环境中,该方法也能为巡检机器人提供有效的避障信息,实现实时自主避障.     

北方地区软枣猕猴桃栽培保护技术

软枣猕猴桃是我国重要的经济植物,由于资源已尽枯竭,保护和利用种质资源非常重要.软枣猕猴桃的栽培技术中,扦插繁殖技术繁殖容易、快、成本低,可使用其进行大面积人工栽培.     

长白山区软枣猕猴桃与狗枣猕猴桃的结构植物学特性

应用扫描电子显微镜技术,研究了长白山区软枣猕猴桃与狗枣猕猴桃茎、叶、花粉的结构.结果表明:软枣猕猴桃与狗枣猕猴桃茎木质部均为环孔材,具单纹孔.叶表皮细胞整齐紧密,气孔为无规则型,狗枣猕猴桃叶主脉的毛状物突起明显.花粉粒具三条萌发沟,狗枣猕猴桃花粉表面纹饰近光滑,软枣猕猴桃花粉表面纹饰皱波均一.     

基于STM32F103的智能导航避障小车的设计与实现

该文介绍了基于单片机STM32F103的智能导航避障小车系统设计。系统由单片机、GPS定位、电子罗盘、蓝牙和超声波发射等模块组成。通过GPS定位、蓝牙和电子罗盘模块测得的两种航向角的不同来改变小车行驶方向,利用超声波模块测量距离进行避障,最终实现小车的导航避障。经过实验验证,该系统可以实现1.8 m精度的导航。     

人工势场法在航道测量中的应用

为实现航道精准测量、自主避障、寻找最优路径等,提出一种将人工势场法与比例-积分-微分(PID)控制相结合的导航算法.通过全球定位系统(GPS)得到试验系统设计测量船的位置信息,利用导航算法得到的舵机角度偏差产生脉冲宽度调制(PWM)信号,经由功率放大等装置驱动伺服电机,带动测量船舵机向预定的方向偏转.通过C语言及串口通信技术实现上下位机通信,实时获得测量船参数信息及航迹图像.试验结果表明:设计的导航算法满足高精度、完全自主的要求,可广泛应用于内陆航道及水库测量工程中.     

适用于野生软枣猕猴桃遗传多样性分析的SSR引物筛选

为进一步研究野生软枣猕猴桃种质资源的遗传多样性,以软枣猕猴桃基因组DNA为模板,优化了SSR反应体系并确定了反应条件,筛选出了多态性较高的标记.从来自中华猕猴桃基因组的65对SSR引物初步筛选出15对有较好扩增带型、增稳定性好的引物,其中较好多态性的引物有12对.用筛选的引物进一步对四川天全二郎山的野生软枣猕猴桃群体进行了SSR分析,在15个个体中共检测出了141个等位基因,平均每个位点检测到9.4个等位基因,平均PIC值为0.745.     

基于模糊控制篮球比赛系统的采摘机器人避障系统研究

针对不同复杂环境下采摘机器人的自主避障问题,提出了一种基于模糊控制篮球比赛系统的避障实现方法.该方法将篮球比赛的三阶段控制思想引入模糊控制系统的隶属度函表示中,通过分阶段块状处理提升系统响应的实时性,在此基础上构建了采摘机器人的模糊控制避障系统,对障碍物外围区域路径实现了全局优化.实验结果显示,该方法明显提升了避障系统的全局优化能力和实时性.     

基于多传感器融合的机器人导航系统设计

随着传感器技术的进步,多传感器信息融合技术在移动机器人中的应用已经成为一个热门的研究领域,为移动机器人探索不确定和未知环境提供了一种技术途径,是机器人实现更高级智能行为的基础。目前,用于移动机器人避障和导航控制的多传感器信息融合方法主要有模糊逻辑和神经网络。在机器人避障和导航控制中,本文采用了基于模糊逻辑的多传感器信息融合算法。通过对多传感器的信息进行融合能较好地实现机器人在未知环境中的自主避障与导航,并对这种控制方法进行了MATLAB仿真。通过对MATLAB仿真结果的比较,证明了在机器人的避障和导航控制中,该信息融合算法是优于传统信息融合算法的。     

基于行为竞争的智能机器人动态导航方法研究

利用非线性微分动力系统稳定性理论,构造了移动机器人的点吸引子奔向目标行为和点排斥子避障行为两种行为模式,并将奔向目标行为和避障行为相结合,利用遗传算法控制这两种行为的权值系数,使机器人能够根据所处环境的变化调整行为模式的权值,实现行为间的竞争,从而建立起基于动态方法的智能机器人行为动态导航模型.仿真结果表明,该导航方法规划的路径轨迹曲线过渡光滑,易于实现机器人运动控制,说明该导航方法可行且有效.     

考虑参数摄动的智能汽车动态侧向避障鲁棒控制策略

汽车加速度和速度因交通环境障碍物实时动态变化,智能汽车避障实时参考轨迹不光滑变化;参数摄动,车速实时变化和采集信号干扰,将造成智能汽车动态侧向避障精准控制困难。为此,提出考虑参数摄动的智能汽车动态侧向避障鲁棒控制策略。该控制策略分为动态轨迹规划层和动态轨迹跟踪层;动态轨迹规划层依据障碍物汽车加速度和速度动态变化,采用基于避障极限位置的动态轨迹规划算法,以规划能够保证智能汽车侧向安全避障的实时参考轨迹;动态轨迹跟踪层设计了考虑了质量、转动惯量和前后侧偏刚度参数摄动的鲁棒控制器,以实现实时动态参考轨迹精准跟踪。最后,利用Matlab/Simulink和Trucksim软件联合仿真,进行所提控制策略仿真验证。仿真结果表明：动态轨迹规划层能够依据障碍物汽车加速度和速度实时变化,实时规划了安全侧向避障动态参考轨迹;轨迹跟踪层克服了质量、转动惯量、前后侧偏刚度参数摄动,以及实时参考轨迹不光滑动态变化,平滑良好地跟踪了侧向避障实时参考轨迹。因此,所提控制策略实现了智能汽车安全动态侧向避障,同时确保了避障过程汽车横摆稳定性。     

基于Jetson Nano的智能果蔬采摘机器人设计

针对目前人工果蔬采摘成本较高且国内果蔬采摘机器人发展较慢问题,设计了一类智能果蔬采摘机器人。该机器人的设计采用Jetson Nano开发板进行效率更高的视觉识别(VI:Visual Identity)运算和处理方法,视觉识别使用YOLO V5s算法,运动控制应用五自由度机械臂的运动学正解进行分析并得出其运动学正解公式,进而得知机械臂活动空间,末端执行器采用夹持爪子以便各类果蔬的采摘。最终确定了较为清晰的果蔬采摘智能结构,结果表明,采用Jetson Nano开发板使视觉识别算法运算速率提高10倍以上,通过对正解公式的分析使末端执行器运动更为精准,在可接受偏差内较为完整的实现了果蔬采摘功能。     

一种基于AVR单片机的太阳能自动避障光电导航小车

本文介绍了一种以AVR单片机为核心的自动避障小车,充分利用单片机上的ADC,PWM等各种功能模块使整个电路大为简化,并辅以太阳能电池供电和光电导航技术使之实现规定范围内的自动避障功能。文中重点介绍了导航,避障以及太阳能电池供电的设计方案。     

深海履带机器车的实时导航和避障

针对深海底履带机器车的未知、复杂工作环境,提出一种履带机器车导航和避障算法。该算法先用声纳传感器实时检测障碍物的位置,再用D-S理论推算出障碍物的更准确位置,然后运用改进势场法进行行走方向决策,规划出履带机器车的作业路径,实现对深海履带机器车的导航和避障。仿真和试验结果表明,此算法适应于动态未知复杂环境下的深海履带机器车实时导航和避障,且在目标附近存在障碍物时也能达到目标。     

机器人视觉导航路径节点的编码与识别

为了解决视觉导航机器人利用九宫格进行自主定位时,存在的识别算法的鲁棒性较差和实际操作繁杂等问题,实现视觉导航机器人的自主定位,设计一种路径节点的二进制圆环编码方案并进行解码识别研究。实验表明,机器人能够准确识别各个路径节点,有效地解决了机器人视觉导航中路径节点的编码和识别问题。     

基于BD和QR码的AGV研究与设计

全面研究和设计了基于BD和QR码的AGV系统,采用了北斗导航高精度差分定位、视觉识别QR码的室内外导航平滑切换等联合导航技术,开发出具有全程无人运输、路径智能规划及避障及调度等功能的无人引导运输装置,并成功应用于仓储库直接的货物运输。     

自走式柔性智能苹果采摘机设计

为了提高苹果采摘效率,设计了一种一次性完成苹果识别、定位、采摘、输送等功能的苹果采摘机。该机器由运行系统、苹果识别定位系统、采摘系统和手臂伸缩系统组成,保障作业的准确性及高效性。产品样机在佳木斯市四丰果园进行了试验检测,作业对象为佳木斯特产123小苹果。试验表明,采摘机能快速识别、精准采摘苹果,与人工作业相比采摘效率提高了45%、漏摘率低于4%、苹果损伤率低于4%。自走式柔性智能苹果采摘机的试验研究为提高果园作业自动化程度提供了理论依据及参考。