智能控制及移动机器人研究进展

在探讨自动控制面临的机遇和挑战的基础上, 简介智能控制的产生背景和发展过程, 认为发展自动控制的一条重要出路就是实现控制系统的智能化;结合正在进行的未知环境下移动机器人导航控制研究课题, 讨论了智能移动机器人研究的某些进展, 涉及移动机器人控制系统的结构、环境建模、路径规划及故障诊断等;概述智能控制的研究领域, 包括智能机器人规划与控制、生产过程的智能监控、自动加工系统的智能控制、智能故障检测与诊断、飞行器的智能控制和医疗过程智能控制等, 并提出智能控制有待进一步研究的若干问题. 该研究有助于了解智能控制及智能机器人的研究和应用.     

移动小车的有限时间轨迹跟踪控制

讨论了基于运动学模型的移动小车的轨迹跟踪控制问题.利用有限时间控制技术,提出了一种连续的状态反馈跟踪控制律,使得对角速度不为0的期望轨迹,移动小车能够在有限时间内完全跟踪上期望轨迹.而且提出的跟踪控制律不存在奇异点.仿真结果表明了该方法的有效性.     

移动机器人头-眼关系的自标定算法

针对一种特殊的仿人双臂移动机器人,基于双目视觉算法,在分析其运动关系的基础上,利用移动机器人的本体手臂,采用几何法和位姿分离法相结合的算法,对仿人机器人头部相机的位姿进行了标定.该标定算法无须外部标定模板,可快速准确地建立移动机器人视线坐标系和基础坐标系的位姿转换矩阵.实验结果验证了该标定算法的有效性,算法能满足移动机...     

基于PSO和人工势场的机器人路径规划

文章提出了一种变形Gaussian函数作为势场模型,它能更准确地反映势场环境;通过分析震荡现象产生的原因,以及局部极小值点的特点,将粒子群算法引入到路径规划过程中,用于绕过障碍物或逃逸局部极小值;仿真结果表明,该方法能有效消除运动路径的震荡现象,极大地降低了陷入局部极小值的概率。     

基于神经网络的多传感器信息融合技术在移动机器人中的应用

基于模糊神经网络的多传感器信息融合,提出了一种简单、有效的分区算法来确定障碍物的距离和方位。采用BP神经网络对障碍物环境进行分类以及模式识别,为移动机器人的导航和避障提供了一种有效的方法。     

基于反演技术和神经网络的移动机器人控制

提出了一种基于反演设计和RBF神经网络自适应的非完整移动机器人轨迹跟踪方法.首先,设计一个虚拟的速度控制律使得输出跟踪误差尽可能小;然后,利用反演技术设计一个基于RBF神经网络的动力学控制器,以确保在机器人系统中存在不确定性和外界扰动的情况下,机器人仍具有良好的跟踪能力.RBF神经网络连接权值在线自适应律由Lyapunov理论导出,保证了控制系统的稳定性.本文提出方法的主要优点是不需要移动机器人动力学的先验知识,而且对外界扰动具有良好的鲁棒性.最后,在两轮非完整移动机器人上的仿真结果证明了本文所提出方法的有效性.     

基于SR-UKF的移动机器人主动故障检测和容错控制

提出了一种基于SR-UKF的主动状态建模方法用于移动机器人的在线故障检测和容错跟踪控制.通过对履带式机器人常见滑动故障的运动学分析,建立了带未知滑动故障参数的机器人运动学模型,并采用SR-UKF非线性滤波方法来联合估计机器人的位姿和滑动参数,在对机器人进行实时定位的同时实现了对快速变化(或突变)的滑动故障的在线跟踪和检测.在此基础上,将估计得到的自适应参数模型与基于Lyapunov分析的反馈控制律设计方法结合,获得了一致渐近稳定的轨迹跟踪控制结果,实现了针对在线故障自适应模型的容错控制重构.针对典型的阶跃式滑动故障参数变化的轨迹跟踪仿真实验表明了该方法的有效性.     

Design and implementation of an IPC-based control system for mobile robots

This paper introduces an autonomous mobile robot system applicable under dynamic environment.Every robot contains a muhi-sensor system, a differential-drive vehicle and a wireless LAN. A real-time on-board control system makes decision autonomously according to the perception from the multi-sensor system. Under the Windows operation system (OS), inter-process communication (IPC) mechanism of Linux OS is introduced into control system design. A distributed software architecture based on IPC,which can be used for multiple mobile robots system, is proposed. The architecture can make the system more flexible and scalable. The expansion of robot‘ s function and cooperation between robots can be. easily realized. The experiments and robot soccer game show the validity of the architectnre.     

Localization and navigation using a novel artificial landmark for indoor mobile robots

This paper presents a practical topological navigation system for indoor mobile robots,making use of a novel artificial landmark which is called MR code.This new kind of paper-made landmarks can be easi- ly attached on the ceilings or on the walls.Localization algorithms for the two cases are given respective- ly.A docking control algorithm is also described,which a robot employs to approach its current goal .A simple topological navigation algorithm is proposed.Experiment results show the effectiveness of ...     

基于激光雷达的室外移动机器人三维定位和建图

针对室外复杂地形环境下移动机器人基于激光扫描数据的辅助三维定位和建图方法进行了深入研究,首先通过惯导(IMU)里程计方法高频率但是低保真度地输出位姿预估值,然后采用正态分布变换匹配定位方法以较低频率对预估位姿进行迭代校正,从而得到移动机器人精确的三维位姿估计.在此基础上构建了室外环境的准确三维点云地图.以配备三维激光数据采集装置的履带式移动机器人作为实验平台,在室外大范围校园环境中对本文所论述的方法进行了实验验证,其结果证明本文所采用方法的可行性和有效性.     

基于激光雷达的移动机器人环境建模与避障

为了提高自主移动机器人运行的安全性和可靠性 ,提出了一种基于激光雷达的距离信息进行环境建模和避障的方法。首先简要描述了激光雷达的工作原理 ,比较了几类常用的激光雷达 ,并介绍了激光测量系统 ( laser measure-ment system,LMS)。然后给出了一种用于移动机器人环境建模和避障的算法 -时变势场法 ,在此基础上提出了改进算法 -多分辨率势场法 ,实验表明其性能优于原算法。最后讨论激光雷达在实际应用中的一些问题。目前 ,该方法已成功地应用于清华室外移动机器人 THMR- V     

基于LSPI和滚动窗口的移动机器人反应式导航方法

结合最小二乘策略迭代(Least-squares policy iteration,LSPI)的算法特性和基于滚动窗口的实时重规划,提出一种新的基于LSPI和滚动窗口的反应式导航学习控制方法.仿真和实验结果表明:该方法对移动机器人在未知环境中的运动控制有效,并且对未知环境具有自适应性.     

基于Petri网的多机器人协作任务分配与导航研究

研究了基于Petri网理论的多移动机器人任务分配和导航策略问题.针对有限空间环境下的物科收集协作任务,提出了一种机器人路径选择方法,并建立了基本路口单元和工作空间的Petri网模型.通过任务分配模型实时规划物科仓库内的机器人,并对具有拐角特征的多机器人路径冲突给出了消解方法,建立了机器人冲突协调模型.通过分析任务冲突协调模型,避免了多机器人运动路径冲突.最后仿真实验验证了提出的多机器人任务规划方法的有效性.     

港口物流与城市经济协同度模型

运用协同理论,构建港口物流与城市经济协同度测度模型.基于构建模型对大连市港口物流与城市经济协同发展程度进行评价,结果验证了该模型的有效性.     

鹰嘴豆抗氧化肽与其他抗氧化剂的协同效应

分析了鹰嘴豆多肽与其他抗氧化剂(VE、VC、BHT)的协同效应.VE和VC对鹰嘴豆抗氧化多肽的还原能力有显著的增效作用,且VC与鹰嘴豆抗氧化多肽协同作用较VE与之更强.BHT与鹰嘴豆抗氧化多肽未表现出协同作用.研究多肽在DPPH体系中协同效应,鹰嘴豆抗氧化多肽与BHT及VC均未显示协同效应.用邻苯三酚自氧化法测鹰嘴豆抗氧化多肽对超氧阴离子抑制的协同效应,VC及VE与多肽未显示出显著抑制超氧阴离子的协同效应,而鹰嘴豆抗氧化多肽与BHT表现出明显的抑制超氧阴离子的协同效应.     

基于混沌粒子群--专用遗传算法切换策略的移动机器人路径规划

为了发挥粒子群算法和专用遗传算法的各自优点,提出了一种将二者结合的切换优化策略。该策略前期采用一种基于种群最优个体混沌化的混沌粒子群算法,后期选用专用遗传算法。通过大量仿真实验确定了在迭代代数、种群标准差和最优个体适应度差三种切换指标下各自的最优切换条件。与单一专用遗传算法和单一混沌粒子群算法的仿真对比表明：本文提出的切换优化策略在综合路径长度、平滑性和规划时间三个性能指标后具有一定的优越性。     

Early steps of lymphocyte activation bypassed by synergy between calcium ionophores and phorbol ester

Although it has been proposed that the activation of T lymphocytes is mediated by an early rise in cytosolic calcium concentration, it has not been possible to mimic antigen- or mitogen-induced mouse lymphocyte activation by calcium ionophores that bypass receptor-mediated processes. There is now evidence from other systems that the rise in cytosolic calcium which follows receptor triggering is preceded by the breakdown of phosphatidylinositol bisphosphate into 1,2-diacylglycerol and inositol trisphosphate. The latter is known to cause release of calcium from intracellular stores. The cellular target for the former is now widely accepted to be protein kinase C. Therefore, ligand-induced cellular response follows a rise in cytosolic calcium concentration and protein kinase C activation. Here we confirm that the calcium ionophores A23187 and ionomycin do not activate mouse T lymphocytes. However, either one in combination with the phorbol ester 12-O-tetradecanoylphorbol 13-acetate (TPA), which is structurally related to 1,2-diacylglycerol, induces in lymphoid cell populations the expression of receptors for interleukin-2 (IL-2), the secretion of IL-2 and cell proliferation as measured by 3H-thymidine uptake. The growth-promoting effect of IL-2 on an exogenous IL-2-dependent clone could not be substituted for by ionomycin either alone or with TPA. Thus, the combination of calcium ionophores and TPA bypasses the requirement for antigen- or lectin-induced signal at the onset of lymphocyte activation.     

Measurement of associations between mobile calls and mobile-internet surfing

Measuring mobile calls data is an increasingly import issue,which will benefit to the understanding of the behavior of mobile users and assist telecom operators to optimize their business strategies.The existing researches on cell phone data measurement only focus on mobile calls or on mobile-internet surfing and little researches focus on the interactions of behaviors between them.In this paper,some basic factors of the association between mobile calls and mobile-internet surfing are measured.Then first their distributions are compared and the preference of users is quantified.After that experiments on the curve fitting of both the whole and parts of these distributions are done.Through the comparison of the correlation coefficients and Fourier fitting parameters,different behaviors is found between workdays and weekends,as well as Saturdays and Sundays in mobile-call distributions.Besides,the results of our observation show that the mobile-internet traffic does not always monotone increase with the increase of online time,significant changes are observed after 8hours of mobile-internet surfing.