基于分组拍卖的集群机器人启发式图形构造算法

集群机器人的图形构造问题是指通过控制集群机器人的运动趋使其形成一个特定的图形.集群机器人中的图形构造问题通常可以分解为两个子问题:机器人与目标点之间的任务分配以及机器人与目标点之间的路径规划.根据集群机器人图形构造问题规模大、易拥堵、碰撞的特点,提出了一种集中优化、分组拍卖以及分布式交互相结合的OGADI(optimized grouping auction and distributed interaction)方法,以缩短图形构造的完成时间.将OGADI算法与最短路径集诱导顶点排序算法对比,结果表明,在集群机器人规模分别为500, 1000, 1300下, OGADI算法图形构造任务平均完成时间分别缩短了16.1%, 13.6%, 14.4%,仿真验证了OGADI算法的可行性和有效性.     

四足机器人高机动越野技术研究

四足机器人是面向复杂环境移动作业的重要装备,其越野技术是当今机器人和智能领域发展的重点和热点.本文围绕四足机器人越野行走时遇到的沉陷、冲击、滑移与磕碰问题,研究四足机器人与地面作用的力学关系,提出基于足壤地面力学和机器人全身动力学联合的四足机器人优化设计方法.通过对足式越野行走的“支撑力-附着力-平衡力”三要素进行理论分析与计算,探讨小惯量多级缓冲仿生腿与基于优化支撑比足端力分配机制、自增力仿生足机构与陡坡的前后肢附着力分配方法、基于地形估计的支撑域稳定控制与基于安全落足点的变步态轨迹规划等关键技术及其解决途径,并开展了实验验证.     

凸多面体之间的伪最小平移距离——Ⅱ. 机器人运动规划

应用凸多面体之间的伪最小平移距离实现了机器人无碰撞运动规划的势场法与假设 修正法.主要研究内容包括： (ⅰ) 论述了势场法与内点罚函数法之间的关系,给出了C空间中可微势场的构造方法,并提出势场局部极值处理的虚拟障碍方法;(ⅱ) 应用伪最小平移距离的Lipschitz性及可微性,研究了假设 修正法中假设子路径检验及中间点生成方法.     

基于改进蚁群算法的移动机器人路径规划

为了提高移动机器人在复杂静态环境下快速、精确地实现避障路径规划的能力,在蚁群算法的基础上进行改进,采用最优一最差蚂蚁系统,并且引入最差路径信息素自适应参数以更好地寻找全局最优解。搜索过程中引入起点终点引导函数,优先搜索距离起点远而距终点近的节点。为提高算法的实用性,运用几何方法对路径进行修正处理。从而实现了机器人的快速、精确路径规划。通过计算机仿真研究表明：该算法具有较强的实用性,能明显改善路径规划性能,并且算法简单有效。     

全局环境未知时基于滚动窗口的机器人路径规划

研究了全局环境未知时机器人的路径规划问题,借鉴预测控制滚动优化原理,提出了基于滚动窗口的移动机器人路径规划方法.该法充分利用机器人实时测得的局部环境信息,以滚动方式进行在线规划,实现了优化与反馈的合理结合.探讨了规划算法的收敛性.     

全局环境未知时基于流动窗口的机器人路径规划

研究了全局环境未知时机器人的路径规划问题,借鉴预测控制滚动优化原理,提出了基于滚动窗口的移动机器人路径规划方法。该法充分利用机器人实时测得的局部环境信息,以滚动方式进行在线规划,实现了优化与反馈的合理结合。探讨了规划算法的收敛性。     

一种重载全地形机器人履带行走装置转向性能分析

为解决某重载全地形履带式机器人转向系统转向误差大、控制难度高等问题,以三履带转向系统为研究对象,运用理论计算方法对重载全地形履带式机器人转向过程非稳态运动学和动力学进行建模。最后通过对比理论计算和试验测试结果的方法对建立的非稳态转向模型进行验证,证明所建立重载全地形三履带机器人转向机构非稳态转向模型在预测履带行走装置转向性能方面具有一定可行性。     

欠驱动双足机器人的指数稳定周期行走

步行机器人环境适应性强、结构复杂、运动控制难.本文研究了基于控制Lyapunov函数和混杂零动态控制的五关节欠驱动双足机器人RABBIT的指数稳定周期步态的行走方法.根据拉格朗日原理建立了机器人腿的混杂动力学模型,并对系统进行了输入/输出线性化处理.结合零动态的思想,构造了控制Lyapunov函数,设计了使混杂模型实现指数稳定的状态反馈控制器,利用限制Poincare的原理,证明了其周期轨道的指数稳定性.仿真结果验证该方法的有效性.     

智能机器人可变参数群体控制模型的多目标优化方法

近年来,针对自组织群体智能机器人的研究一直是智能机器人研究的热点问题.在这些研究中,提升群体机器人控制模型的泛用性一直是一个热点问题.为了提升群体机器人控制模型的泛用性,提高群体机器人在不同类型的环境下的功能表现,使用可配置的控制模型,利用仿真的方法求解控制模型在不同环境下的参数配置,是一种较为常见的方法.本研究提出了一种基于规则系统模型的多目标群体智能机器人控制模型优化方法,并针对该方法测试了多种不同的多目标优化方法的表现.使用包含凸障碍、非凸障碍以及通道型障碍的多个不同的仿真场景验证了该模型的效能.仿真验证结果表明该方法在各种环境下均具有较好的表现.     

月面巡视器遥操作中的任务规划技术研究

任务规划技术是嫦娥三号任务中月面巡视器遥操作中的一项关键技术.本文首先分析了各种月面环境因素对巡视器月面工作过程的影响机制,综合考虑月面地形因素、太阳能量、光照阴影以及对地通信条件等,建立了面向任务规划的综合月面环境.在该环境模型基础上,提出了一种月面巡视器遥操作中的任务规划方法.通过定期更新环境模型,将动态环境模型下的路径规划问题转换为一系列静态环境模型下的路径规划问题,实现任务层的动态路径规划;在路径规划过程中进行实时约束检查,实现行为规划并将其影响效果迭代入动态路径规划过程中,最终实现巡视器任务规划.针对不确定性,本文引入弹性计划提高任务规划输出结果在实际工程中的可行性.仿真实验结果表明:月面综合环境模型全面描述了影响巡视器任务规划的各种环境因素及其影响;任务规划方法可生成全局最优路径,以及沿路径安排的满足约束条件的巡视器行为序列,最终生成巡视器的月面工作序列,作为地面遥操作实施的依据.     

仿尺蠖步态的爬杆机器人的动态仿真研究

以仿尺蠖步态的爬杆机器人为研究对象,对其机械结构及行进步态进行了分析,并进一步利用ADAMS软件建立了该仿生机器人的虚拟样机,对该仿生机器人进行了动态模拟仿真实验。研究了在爬杆过程中仿生机器人头部与尾部的速度及位移随时间的变化关系,以及该仿生机器人对变直径工作杆的适应能力,同时分析了不同摩擦材料制成的自锁机构对机器人运动特性的影响。仿真结果表明：该仿生机器人对于直径在一定范围内变化的工作杆有着较好的适应能力,且自锁机构的静摩擦系数为影响该机器人运动特性的关键参数。     

嫦娥三号巡视器GNC及地面试验技术

嫦娥三号巡视器是我国首个实现地外天体表面巡视探测的航天器,其制导导航控制（GNC）技术与地球卫星和飞船等全然不同.嫦娥三号巡视器GNC系统突破了月面自主导航定姿定位和协调运动控制、基于双目立体视觉的自主环境感知、基于地形通过性量化分析的路径规划、基于主动结构光被动视觉的激光探测避障以及地面试验验证等关键技术.在轨飞行试验结果表明,GNC系统实现了既定任务目标,为未来火星等深空巡视探测任务奠定了技术基础.本文对巡视器GNC系统的任务要求、系统组成、功能实现方案及关键技术、工作模式、地面试验验证及在轨飞行情况等方面进行了系统介绍.     

基于模糊逻辑的移动机器人沿墙行为精准控制

针对移动机器人自身的非线性和环境噪声的不确定性,设计了一个基于虹外传感嚣的模糊控制器,并在实验环境中采用多项式拟合方法对红外传感器进行了校正,得到了传感器的校正模型,提高了移动机器入在室内环境中沿墙导航的精度。基于KHEPERA II移动机器人的实验结果表明,校正后的移动机器人在沿墙导航过程中其宥更好的稳定性和鲁棒性,以及更高的效率。     

一种基于一阶逻辑的软件代码安全性缺陷静态检测技术

软件代码安全性缺陷是可能引发软件系统高危后果的一类重要缺陷,针对该类缺陷的自动化检测和定位技术在软件维护和演化研究领域具有重要意义.本文提出并实现了一种形式化检测方法——基于一阶逻辑的软件代码安全性缺陷静态检测方法,利用命题逻辑和谓词逻辑定义模式路径公式,引入多个与依赖关系相关的谓词构造逻辑函数表达式,作为模式路径节点产生的制导条件,实现了对多类软件代码安全性缺陷的形式化描述,把安全性缺陷检测问题转化成在中间代码对应的有限状态空间中是否存在相应模式路径公式的判定问题.实验结果表明,该方法能适用于大多数类型的软件代码安全性缺陷检测,在对openssl,wu-ftpd等13个开源程序的测试中,准确重现了10个已公开安全漏洞,发现2个未公开安全漏洞.并且,与现有的模型检验等形式化静态分析方法相比,该方法的测试时间和代码规模成渐近线性关系.     

Maturation of the female Tetrix undulata (Swrb) (Orthoptera, Tetrigidae): influence of the male and copulation:parthenogenetic egg-laying]

The percentage of laying females and laying time, are compared between mature females (diapause break by chilling) and diapause strain females (diapause not broken by chilling) reared with mature male or diapause male or without male. For the same physiological state of the females (mature or diapause) there is no difference in the percentage of females laying, when they are reared with mature male or with diapause one or none; but the laying time is shortest with mature male, longer with male in diapause, even longer without male. Parthenogenetic egg-pods can be obtain. Rearing with mature males does not break the reproductive diapause of females. In parthenogenetic egg-pods the number of eggs is short for low diapause females; greater for mature ones and greatest for females with strong diapause broken by a corpus allatum implant of mature female of Locusta migratoria. Corpus allatum of the low diapause strain of females of Tetrix undulata have less activity than that of mature females. Few parthenogenetic eggs develop, even less hatch. In Tetrix undulata parthenogenesis is accidental.     

两交叉直线最短距离的图解法

求解两交叉直线最短距离问题是空间解析几何中的一个重要内容。本文对此问题进行分析，讨论了两交叉直线最短距离的确定，提出两种求解此问题的图解方法，并通过实例，给出具体的图解原理及作图步骤。与画法几何学中常用的换面法和旋转法比较，空间分析和图解原理易于理解，而且图解方法简单直观，作图结果精确。     

基于人工鱼群算法的喷油系统断油电磁阀的优化设计

为合理选择和正确设计柴油自卸车喷油系统的断油电磁阀,根据电磁阀的结构特点,建立了在自卸车出现转速失控时喷油系统断油时间最短的目标函数。利用人工鱼群算法对断油电磁阀的阀芯质量、弹簧刚度、线圈匝数、工作气隙、阀芯举升高度进行优化,得出断油电磁阀的最佳动态响应参数,并利用HYDSIM分析了优化前后喷油系统的响应特性。结果表明：断油电磁阀参数优化后的喷油系统比优化前的系统的响应时间减小了5．59ms,能更有效地控制柴油机自卸车转速失控,明显提高柴油自卸车的运行安全和使用寿命．     

基于嵌入式Linux的双目测距系统研究

针对排爆机器人在复杂作业环境下确定爆炸物距离的要求,研究和设计了一种基于S3C2440硬件平台和嵌入式Linux系统的半自主双目测距系统。结合双目视觉原理对系统的软硬件进行设计,介绍了图像采集模块的设计,详细分析了相机透视变换标定法,从实际应用角度出发提出了一种基于触摸屏的人工特征选取法,极大地提高了复杂环境下图像特征的匹配率。实验结果分析表明,此方法设计的排爆机器人在复杂环境下能对静止爆炸物进行测距,工作稳定、数据准确。