机器人自适应模型跟随控制系统

对工业机器人控制要求的不断提高,提出了不少现代控制方案。建立在超稳定性理论基础上的自适应模型跟随控制系统(AMFCS)就是一种很有效的方案。本文提出了一种自适应控制算法:单位向量加积分校正自适应算法。设计方法简单,能保证系统大范围渐近稳定,计算工作量小,易于实时控制。对机器人系统期望的解耦特性可以通过选择适当的参考模型来实现。计算机数字仿真实验证明了该方法的有效性。     

机器人动态过程的模型跟随自适应控制

为适应近代机器人的高运动性能要求,必须进一步提高机器人的动态控制水平。为此,本文提出了一种模型跟随自适应控制系统及计算机算法、并进行了模拟研究。结果表明了所提出控制算法的有效性及对机器人运动过程中动态特性变化的适应性。由于不包含参数估计器、从而提高了实时自适应性能。     

基于多特征融合的自适应权重目标分类方法

提出一种自适应权重的融合卷积特征和方向梯度直方图(HOG)特征的目标分类方法,实现快速精准分类目的.首先,利用ResNet网络框架提取图像卷积特征,增加OpenCV接口以提取图像HOG特征,对HOG特征图扩维处理至与卷积特征同维;然后,在ResNet网络框架中嵌入SENet模块,计算卷积特征和HOG特征的权重向量,将卷积特征、HOG特征及相应的权重向量加以变权值叠加,实现多特征的自适应同步融合,以此构建二分类网络模块;其次,将二分类网络模块嵌入Faster Rcnn网络,构成Faster Rcnn-HOG新型网络,通过基于变阈值的粗检测策略和先验知识的区域关注策略得到图像中目标预处理检测框,利用二分类网络模块精确判定,实现目标分类.将Faster Rcnn-HOG与传统Faster Rcnn网络及另一特征融合网络Net-BB-HOG进行对比试验,三种方法在目标大类识别方面性能基本相当,但是FasterRcnn-HOG在目标小类识别方面效果更佳,证明了提出的多特征融合自适应目标分类方法的有效性和正确性.     

基于ICLBP的多特征自适应加权融合目标跟踪算法

针对Mean Shift跟踪算法中使用单一的特征对目标进行描述而导致跟踪算法鲁棒性不高的问题,提出了一种多特征融合的目标跟踪算法.该算法选取HSV颜色特征和ICLBP纹理特征,建立目标模型的概率密度.根据目标区域确定背景区域,计算不同特征对目标和背景的区分性度量值,并以此设定和更新特征融合权值.使用特征融合权值系数建立...     

多特征融合的无人船视觉目标跟踪

针对海面光照变化、水花遮挡、水面倒影等耦合作用引起的无人船视觉目标跟踪漂移问题,提出一种基于多特征融合的尺度自适应相关滤波跟踪算法。通过多特征融合,增强了水面目标特征表达,避免了目标跟踪漂移。为减少环境干扰对跟踪目标外观描述的影响,设计尺度自适应跟踪滤波器,提升目标跟踪鲁棒性能。采用本文算法对多个代表性海上视频数据集进行验证,并与典型目标跟踪算法进行比较。结果表明,相较基于单一CN特征的跟踪算法,本文算法的平均重叠率提升23.63%、平均中心误差减少53.79个像素点。本文算法适用于处理由于海面环境剧烈变化、目标尺度变化导致的跟踪漂移问题,可为无人船作业自主性提供重要智能感知技术支持。     

基于ROS的室内导航机器人设计研究

采用基于机器人操作系统（ROS）的设计方案开展了机器人在自主导航中的应用研究,设计了一款集定位、SLAM建图、路径规划、驱动控制于一体的机器人综合系统。系统利用激光雷达扫描获取环境实时数据和里程采集信息,通过Gmapping算法对数据进行融合,以及采用自适应蒙特卡洛定位（AMCL）方法实现了环境地图绘制与定位。通过matlab对路径规划算法进行对比研究发现,路径规划任务中Djakarta算法更适应在室内多障碍物场景。而实验结果显示在模拟环境中利用Dijkstra算法和DWA算法进行避障更加有效。仿真实验结果也表明,该系统可构建高精度环境地图,并对机器人进行定位和导航,实现了在实时路径规划中成功避开障碍物到达目标点。以上研究表明在室内定位和导航任务中该机器人系统框架具有良好的可行性和稳定性。     

多传感器在线自适应加权融合跟踪算法

针对多传感器机动目标的跟踪问题,提出了一种多传感器在线自适应加权融合跟踪算法.该算法依据估计的各传感器的方差的变化,及时调整参与融合的各传感器的权系数,使融合系统的均方误差始终最小,从而能在线适应传感器性能改变.仿真结果表明,该算法是一种有工程应用前景的融合跟踪算法.     

自适应巡航执行机构在环仿真跟随控制器设计

为解决自适应巡航控制快速原型开发并提高仿真系统精度,建立了包含电子节气门与主动制动等硬件在内的执行机构在环仿真系统. 利用模糊前馈与PI反馈设计了以距离偏差和速度偏差为输入,基于加速度控制的前车跟随控制器,使主车保持安全车距跟随前车车速行驶,利用执行机构在环仿真系统对开发的前车跟随控制器进行了验证. 结果表明仿真系统运行正常,前车跟随控制器可完成对主车的控制,并对主车参数的变化及环境扰动具有一定的抗干扰能力.      

基于多特征融合的显著性跟踪算法

针对在线视觉跟踪中的高效特征提取以及模型漂移的问题,提出了一种基于显著性检测的核相关滤波器(KCF)跟踪算法。将颜色特征(CN)和方向梯度直方图(HOG)进行加权融合;并自适应地调节每种特征的权重。对于模型漂移问题,受生物视觉机制的启发,通过视觉显著性算法获得目标的显著区域;并在该区域内进行采样,实现了全局范围搜索,避免陷入局部极大值。此外,引入了一种基于关键点的模型来解决目标尺度固定的问题。为验证提出算法的有效性,在50个视频序列上与近年来的5种优秀算法进行了对比。实验结果表明,与以往算法相比,该算法在成功率和中心位置误差上都取得较好的效果;而且能有效地缓解目标模型漂移问题。     

保细节自适应超分辨率融合算法

超分辨率融合是把配准好的低分辨率图像信息进行综合,形成高分辨率栅格上的均匀采样．为了改善图像超分辨率融合效果,对鲁棒超分辨率融合算法进行改进分析图像局部模式,给出角点和连接点的识别方法,进而设计了保细节自适应适用度函数,提出了保细节自适应超分辨率融合算法实验结果表明,算法不仅对配准误差具有鲁棒性,而且能很好地保存图像的边缘和细节特征,提高了融合图像的质量．     

基于多特征自适应融合的目标跟踪

针对传统的基于单一特征的跟踪方法在复杂场景和光照变化下易导致跟踪失败的缺点,提出了一个基于多特征自适应融合的目标跟踪算法。首先选取具有互补性的目标颜色和纹理特征构造目标的多特征模型;然后根据特征子模型对目标与背景的可分性,对目标特征子模型的权值进行自适应调节;最后利用颜色和纹理特征对所提的算法进行了验证。试验表明同基于单个特征的核函数目标跟踪方法相比具有更好的鲁棒性。     

一种改进的无线传感器网络自适应融合路由算法

提出一种基于节点数据转发时间控制的自适应融合路由(TCAFR)算法.该算法在考虑路由树上各节点是否执行数据融合操作的基础上加入了节点何时转发数据的时间控制机制,从而进一步提高了节点的自适应特性,增强了数据传输的稳定性.仿真结果表明TCAFR算法提高了数据传输的准确度和数据的新颖性,同时也节省了整个网络的能量.     

一种组合导航的自适应信息融合算法

以GPS/INS组合导航系统为应用背景,针对组合导航系统信息融合的精度与稳定性要求,将简化的Sage-Husa自适应滤波算法与指数加权衰减记忆滤波算法相结合,提出了一种改进的自适应信息融合算法.仿真表明,改进的自适应算法解决了噪声统计特性和模型参数不易确定的问题,能够有效的保证信息融合的精度和稳定性.在算法仿真的基础上,对在VC 6.0环境下算法进行了改进,给出了GPS/INS组合导航系统的结构及软件框架,通过实验验证了改进的自适应算法的实际应用价值.     

自适应模型集交互式多模型算法

针对交互式多模型(IMM)算法的目标跟踪精度问题,提出了一种自适应模型集IMM算法.利用IMM算法中的模型概率含义,并以此对模型集的收缩比例因子进行设计,这样模型集通过向中心模型收敛可完成自适应调整,而自适应调整过程能有效、实时地利用观测信息.仿真实验结果表明,所提算法能有效跟踪机动目标,而且比IMM算法的跟踪精度更高,但其受到目标机动模型的先验性的限制.     

基于视频的全天候多特征融合火焰检测算法

针对传统可视化火灾探测技术采用单独分析可见光摄像设备或红外摄像设备采集的图像进行火灾探测, 不能全天候监控火焰的问题, 提出一种全天候多特征融合的检测算法. 首先通过视频类型判断算法确定摄像头采集的每帧图像类型, 然后利用与图像类型相对应的算法提取疑似火焰区域, 最后对疑似区域进行基于DCT的火焰频率检测和帧间相关性检测, 判断火焰是否存在. 实验表明, 该检测算法解决了传统可视化探测技术不能全天候监控火焰的问题, 且能在保持火焰高检测率的同时降低误检率.     

主/被动雷达模糊自适应IMM融合跟踪算法

在主/被动雷达复合制导背景下,提出一种基于模糊自适应交互多模型(IMM)的分布式融合算法。该算法将交互多模型和模糊推理的优点相结合,通过模糊推理机制在线调节模型集合中部分模型的参数,使这些模型对不同的目标机动模式有更强的自适应能力。避免了传统交互多模型算法的模型冲突问题,大大减少了计算量。数字仿真结果表明了算法的有效性。     

分布式无源检测系统中自适应检测融合

针对在分布式多基地雷达无源检测系统中,检测概率通常未知或时变的信息不完全的检测融合问题,研究了一种在线自适应检测融合算法,该算法基于Neyman-Pearson准则,通过局部判决估计未知的每个接收站的检测概率,从而实现最优判决融合.计算机仿真结果说明了其有效性.     

一种适用于多模态医学图像融合的自适应脉冲耦合神经网络改进算法

针对医学图像融合存在伪影、边缘保持性弱等问题,提出了一种参数自适应的脉冲耦合神经网络(pulse coupled neural network,PCNN)图像融合方法。首先,对源图像通过非下采样Contourlet变换(non-subsampled contourlet transform,NSCT)得到一个低通子带和多个尺度多个方向下的带通子带。然后用区域标准差调整连接范围,进而调整突触权重矩阵以及加权系数;用各子带的改进空间频率中方向特征最显著的分量调整连接强度;对于外部激励,低通子带用区域能量和区域方差的线性组合计算,带通方向子带采用改进的拉普拉斯能量和计算。点火映射图的判决遵循取大原则。最后,通过NSCT逆变换得到融合结果图。实验结果表明,此算法能更多地保留源图像的信息,边缘保持能力更强,融合图像对比度高,视觉效果更佳,适用于多种模态医学图像之间的融合。