适于大规模自主移动机器人的体系结构

为解决机器人数目多时控制机器人计算量大的问题,提出一种适于大规模自主移动机器人系统的体系结构,包括系统的群体结构和系统内单个机器人的体系结构。群体结构采用有别于传统意义的混合结构,其中的递阶部分仅为任务层服务,控制信息量较少;运动层的协调由机器人自主实现。因此,该群体结构适于大量自主移动机器人组成的系统。在确定了群体结构的基础上,又提出了系统内单个机器人的体系结构,单机器人采用分层的混合结构,结合了反应式和慎思式结构的优点。整个控制结构较好地实现了机器人的运动自主性和任务合作性的有效结合。     

一种自主移动机器人智能导航控制系统设计

提出一种实用的自主移动机器人智能导航控制方案,以研制的模型样机HN-9为例,阐述了其具体实现技术.机器人采用扫描式超声波实现作业环境的探测,基于码盘和电子罗盘的组合导航子系统实现定位估计,利用模糊决策子系统产生反应式智能导航控制行为.仿真实验及模型样机的实际运行效果验证了该系统构成的可行性.这种模块化的低成本设计方案便于在移动机器人的嵌入式控制系统上实现,便于对已有移动机器人系统进行改造以实现自主导航功能,用以提高操作机动性与可靠性.     

移动机器人未知环境自主探测的一种高效算法

针对未知环境中移动机器人自主探测的效率问题,提出了一种拓扑结合几何的自主探测算法.以保证机器人安全为前提,在拓扑和几何两个层面上选择机器人的观测点,从而达到提高探测效率的目的.为了对观测点进行评估,提出了一种新颖的路径规划高效算法.仿真实验结果表明,该算法不仅显著提高了未知环境下机器人自主探测的效率,而且具有很高的计算实时性.     

一种轮式移动机器人的运动控制及自主避障的实现

目前轮式移动机器人的运动控制已有多种方式,怎样以最优异的方式和最低的成本实现需要的功能就变得尤为重要,本文设计了一种四轮移动机器人的运动控制方式及自主避障的方案.用ARM2440核心板及设计相应的底板,选用直流有刷伺服电机,设计基于HIP4081芯片的电机驱动电路,利用PWM调节占空比,控制电机的正反转及转速,从而进行移动机器人的运动控制,并选用E18-D80NK接近式光电传感器,编写相应的控制程序和上位机程序来达到机器人自主避障的目的.     

自主移动机器人的模糊智能导航

移动机器人在运动过程中所获得的传感器信息是动态且不确定的。移动机器人的控制采用了基于行为的结构，它能够克服环境的不确定性，可靠地完成复杂任务，且效率高，鲁棒性好。为了实现机器人在未知、动态、复杂环境下具有一定智能的自我决策的能力，利用模糊控制器来完成移动机器人的各种自主行为，所有被激活的行为采用分划方法来融合，可以很好地处理不确定的情况。最后通过仿真验证了该方法对移动机器人导航的有效性和可行性。     

关节式移动机器人自主越障中基于模糊神经网络的障碍识别方法

提出了一种关节式移动机器人自主超障时的障碍识别方法，该方法利用模糊神经网络对障碍物进行识别，确定障碍的类型和特征，并以此来控制移动机器人越障和避障时的行进速度和摆臂的动作，开发了在未知环境中障碍物辨识的模糊神经网络系统。实验证明，该方法是可行有效的。     

移动机器人自主越障反应控制行为组合方法

介绍了关节式移动机器人运动系统的元(基本)行为,提出了用模糊逻辑组合方法将原子行为(动作)组合生成高层复杂行为的行为模糊逻辑组合方法;描述了模糊逻辑组合方法组合生成的移动机器人自主越障行为.通过凸台、凹坑和楼梯等典型障碍的越障实验证明,该方法所生成的行为控制自主越障动作协调性好,具有较高的实时性、快速性和可靠性.解决了关节式移动机器人在城区和建筑内运动的越障稳定性和移动性问题.     

开放式自主移动机器人系统设计与控制实现

采用面向对象的方法设计了一个自主移动机器人系统--Frontier-I,并将Linux/Unix 下的进程间通信机制应用到系统的设计中.该系统基于Windows操作系统,采用全向视觉,能够实现诸如避障、导航和机器人足球等复杂的任务;在模块化的设计下,系统能够方便地加入新的模块以扩展其功能.     

移动机器人的障碍物群检测方法

利用激光和超声波传感器在用栅格表示法形成地图的基础上，提出了进行数据融合以提取环境特征的新方法：识别障碍物群。该方法能够在密集障碍物环境中为机器人的路径规划和避障提供准确的环境特征信息，提高机器人系统的自主性和实时性。实验结果表明了该方法的有效性。     

Earthshaker: A mobile rescue robot for emergencies and disasters through teleoperation and autonomous navigation

To deal with emergencies and disasters without rescue workers being exposed to dangerous environments, this paper presents a mobile rescue robot, Earthshaker. As a combination of a tracked chassis and a six-degree-of-freedom robotic arm, as well as miscellaneous sensors and controllers, Earthshaker is capable of traversing diverse terrains and fulfilling dexterous manipulation. Specifically, Earthshaker has a unique swing arm—dozer blade structure that can help clear up cumbersome obstacles and stabilize the robot on stairs, a multimodal teleoperation system that can adapt to different transmission conditions, a depth camera-aided robotic arm and gripper that can realize semiautonomous manipulation and a LiDAR aided base that can achieve autonomous navigation in unknown areas. It was these special systems that supported Earthshaker to win the first Advanced Technology & Engineering Challenge (A-TEC) championships, standing out of 40 robots from the world and showing the efficacy of system integration and the advanced control philosophy behind it.     

干扰状态下大规模网络数据流的分发协调技术研究

干扰状态下大规模网络数据流具有实时性、波动性、突发性等特点,当前数据流分发协调方法无法保证数据流的平稳传输及分发协调的实时性。为此,提出一种新的干扰状态下大规模网络数据流分发协调方法,通过网络数据流预测值和实际值之间的误差滤除干扰状态下的干扰数据,保证剩余数据流的纯正性。将大规模网络数据流分发协调问题转换成多目标优化问题,以提高大规模网络数据流分发协调的整体性能为目的设定一个目标函数,提出一种大规模网络数据流分发协调预测技术,通过比较处理器计算资源和未来的预期负载确定数据流分发协调策略。实验结果表明,采用所提方法对干扰状态下大规模网络数据流进行分发协调,不仅效率高、实时性好,而且CPU资源利用率很高。     

足球机器人带球与击球机构设计及其控制

通过对带球机构进行静力学、运动学分析获得带球辊实现带球的理论最低转速;通过对击球机构的动力学分析获得理论最佳击球点和击球方位.依据理论分析结果对旋球式带球结构和电磁式击球机构进行机构优化设计,提高带球的稳定性和击球的准确度.     

Software framework for off-road autonomous robot navigation system

This paper presents a software framework for off-road autonomous robot navigation system. With the requirements of accurate terrain perception and instantaneous obstacles detection, one navigation software framework was advanced based on the principles of "three layer architecture" of intelligence system. Utilized the technologies of distributed system, machine learning and multiple sensor fusion, individual functional module was discussed. This paper aims to provide a framework reference for autonomous robot navigation system design.     

Software framework for off-road autonomous robot navigation system

This paper presents a software framework for offroad autonomous robot navigation system. With the requirements of accurate terrain perception and instantaneous obstacles detection, one navigation software framework was advanced based on the principles of “three layer architecture” of intelligence system. Utilized the technologies of distributed system, machine learning and multiple sensor fusion, individual functional module was discussed. This paper aims to provide a framework reference for autonomous robot navigation system design.     

Software framework for off-road autonomous robot navigation system

This paper presents a software framework for off-road autonomous robot navigation system.With the requirements of accurate terrain perception and instantaneous obstacles detection,one navigation software framework was advanced based on the principles of "three layer architecture" of intelligence system.Utilized the technologies of distributed system,machine learning and multiple sensor fusion,individual functional module was discussed.This paper aims to provide a framework reference for autonomous robot nav...     

大规模多智能体仿真平台设计方法的研究

大规模多智能体系统是分布式人工智能领域的一个研究热点,由于多智能体间复杂的交互过程受到诸多不确定性因素的影响,实现系统的宏观优化是关键难点.前期研究发现,某一参数的小范围变化可能引起整个多智能体系统性能的大范围的波动;并且多智能体控制协作算法的研究多数仅与非智能的控制方法进行简单对比,缺乏通用的仿真平台来抽象系统环境并模拟复杂的多智能体行为.为此设计了一种通用的大规模多智能体协同控制平台,该平台能够模拟多智能体系统必须完成的协同控制任务,并且通过变换多智能体系统的相关参数模型及加载不同的智能体控制策略,可以模拟和评测系统各项协作性能指标,为未来设计和提升算法性能提供研究基础.     

电力系统经济调度递阶优化的灵敏度协调法

研究非线性大系统采用递阶优化算法时的协调级算法。对偶分解法已被认为是解决水火电力系统优化问题较有效的方法，但用于人协调级的算法是影响收敛速率的关键，为此提出了灵敏度协调法代替常用的次梯度法，并引入了下级子系统的输出功率对协调变量的灵敏度的概念，从而大大加快收敛速率。此法已用于一大型有抽水蓄能电站及机组最优组合的水火电力系统经济调度的软件包中，并被证明是有效的。     

区域港口间协调机制的演化博弈分析

采用传统博弈和演化博弈相结合的方法对港口竞争协调的内在机理进行分析,发现港口市场的寡头垄断特点和竞争的“路径依赖性”是造成港口间缺乏协调动机的主要原因,完全依靠市场调节无法实现港口间的协调发展。提出区域港口间应该签订“协调发展协议”,规定违约的“惩罚金”和合作的“补偿金”,并进一步运用演化博弈理论证明了通过将“惩罚金”和“补偿金”提高到一定额度,可以大大提高港口间进行自发协调的积极性。基于前文的结论,有针对性地提出规制最高价格、设计利润分配机制、进行资本渗透和融合、加强行业管理、推动差异化发展等促进区域港口协调发展的措施。