动态环境下智能轮椅的路径规划与导航

针对智能轮椅应用的动态环境,提出了一种自主规划和导航算法.采用分层递阶体系结构,设计了基于地图匹配的自定位方法,将路径全局预规划和在线重规划相结合,获得动态环境下导航的次优路径,并且设计了基于局部观测地图的行为控制与行为选择算法.智能轮椅样机的实验结果表明,所提出的方法在动态环境下具有较好的路径优化特性和安全性.     

基于机器人操作系统的移动机器人激光导航系统

为了验证激光导航的先进性及机器人操作系统(robot operating system,ROS)的便捷性,进一步对机器人导航机理进行研究,提出了改进粒子滤波算法及改进A*路径规划,分别应用于地图构建和路径规划,并搭建了基于ROS平台的移动机器人导航试验平台,该平台具有低成本、高性能的特点。试验平台由上位机和移动机器人组成,上位机实现对机器人的控制,移动机器人配置有工控机和激光传感器,机器人通过激光传感器采集环境信息,为实现即时定位及地图构建功能提供数据支撑。研究并构建基于ROS的地图构建和自主导航功能包并通过实际环境进行试验验证。试验结果表明:构建功能包可用于机器人的激光导航中,该激光导航系统的可行且具有一定的稳定性与可靠性。     

一种新的语音端点检测方法及在智能轮椅人机交互中的应用

针对语音端点检测在一般噪音环境下易受影响,且能降低智能轮椅的语音识别率,提出了短时能量与倒谱距离相结合的语音端点检测方法.实验表明,该方法能提高整个语音识别系统的鲁棒性,通过语音识别控制轮椅的5个基本动作(前进、后退、左转、右转、停止)实现了智能轮椅运动的语音控制.     

一种基于POMDP用户意图建模的智能轮椅导航控制方法

通过部分可观测马尔可夫决策过程(POMDP)模型对用户意图进行建模,提出了一种基于POMDP用户意图建模的智能轮椅导航控制方法.该方法考虑了动作的不确定性和状态的部分可观测性,对用户意图、智能轮椅导航控制的动作空间进行建模,通过状态预测进而选择行为的最优规划,实现用户期望总值的最大化.首先介绍了POMDP的原理及模型,然后提出了基于POMDP用户意图的智能轮椅控制状态空间、动作空间、观察值集合、奖赏值和概率分布,进而提出了一种基于概率密度函数的用户意图求解方法.最后,对基于POMDP用户意图建模的智能轮椅导航控制进行了试验,并对试验结果进行了分析,从而验证了所提方法的实时性和有效性.     

基于机器人操作系统的室内运输自动导引车系统及其设计

针对当前室内运输自动导引车(AGV)导引技术存在灵活性差、开发成本高、路径维护烦琐等问题,设计并实现了一款基于开源机器人操作系统(robot operating system, ROS)的室内运输AGV系统。该系统包括硬件层和软件层两部分。在硬件层,综合考虑现实需求、性能、成本等因素后进行硬件选型,同时搭建了AGV底盘和单舵轮行走机构,为软件层提供了一个稳定、灵活的运行平台。软件层设计包括ROS规划端和网页人机交互端两部分。ROS规划端进行AGV地图构建、自主定位、路径规划、路径跟踪、自主导航五大功能模块设计;网页人机交互端实现远程人机交互功能。测试结果表明,基于ROS的室内运输AGV系统能够有效地完成室内自动化运输任务,且路径维护灵活简便,整个系统具有很强的可行性和实用价值。     

基于ROS的室内移动机器人研究

为了满足监测室内环境的需求,设计一款在室内巡逻的移动机器人.移动机器人采用搭载ROS系统的树莓派作为控制核心,利用激光雷达采集环境信息,在ROS分布式框架下利用各种功能包进行算法开发.基于Gmapping算法进行建图,运用A*算法和DWA算法实现自主导航.机器人选用麦克纳姆轮来应付复杂的环境.在经过室内环境测试后,能够完成室内地图构建和自主导航的目标,对今后在室内环境下研究具有重要意义.     

模块化智能轮椅开发

该文介绍模块化智能轮椅设计、开发的全过程.通过对智能轮椅机械部分和电气部分的设计、控制软件编程,使智能轮椅完成用不同模块进行手动和自动控制的功能.     

基于ROS的细胞机器人重构仿真

基于ROS机器人操作系统及其包含的功能包,对细胞机器人进行开发,利用细胞模块上的惯性测量元件、激光雷达与单目摄像头,确定自身位姿信息与周围环境信息,完成细胞机器人重构操作。在Gazebo仿真重构平台中,通过细胞机器人的重构验证了自定位、地图构建、路径规划、自主导航和视觉调姿算法,并完成不同种类细胞模块之间的重构和器官层面的重构,按照任务规划构型实现了细胞机器人的自组装,验证了重构方案的可行性。     

基于OMAP的车载多媒体导航终端设计

目的 设计基于OMAP的车栽多媒体导航终端.方法 以车辆监控系统的工作原理和导航终端主要功能为基础.结合嵌入式处理器OMAP5912的结构特点进行研究.结果 从GPRS,GPs,存储以及电源等功能模块设计了车载多媒体导航终端的硬件实现方案,并详细给出了导航终端软件实现流程.结论 该导航终端可以实现车栽导航、多媒体播放等载应用,具有很好的扩展性.     

SLAM仿真系统在智能移动机器人中的应用研究

为实现机器人的自主导航,采用了SLAM三层结构的仿真模型,通过对产生环境地图和实体对象程序的设计,并采用面向对象的设计方法,模拟了一种基于MATLAB的SLAM仿真系统,借助于对内部和外部传感器的数据采集文件的模拟应用,同时完成了机器人的定位和环境地图的构建.     

基于HCS12X单片机的多传感器智能车控制系统设计

本文基于飞思卡尔HCS12X控制单元，利用多传感器的信息融合技术设计了一款可以自主循迹行驶的智能车。系统主要融合了GPS．视觉传感器，激光雷达传感器对智能车进行定位及轨迹控制。该控制系统在安全性，可靠性．易操作性等方面都进行了综合的优化。实验表明．该智能车可以按照设计路径自主行驶。     

A navigation method based on POMDP for smart wheelchairin uncertain environments

A navigation method based on the partially observable markov decision process (POMDP) for smart wheelchairs in uncertain environments is presented in this paper. The design key factors for the navigation system of a smart wheelchair are discussed. A kinematics model of the smart wheelchair is given, and the model and principle of POMDP are introduced. In order to respond in uncertain local environments, a novel navigation methodology based on POMDP using the sensors perception and the user's joystick input is presented. The state space, the action set, the observations and the sensor fusion of the navigation method are given in detail, and the optimal policy of the POMDP model is proposed. Experimental results demonstrate the feasibility of this navigation method. Analysis is also conducted to investigate performance evaluation, advantages of the approach and potential generalization of this paper.     

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.     

汽车自动巡航系统智能控制策略

为了在汽车巡航控制中实现车距控制,在汽车模型及其工作原理的基础上,建立了基于模糊控制理论的基本控制策略和利用神经元修正的车距智能控制的方案,并设计了模糊控制和单神经元的控制策略,以基本的模糊控制和神经元修正模块组成车距控制控制器,根据汽车行驶的目标距离和实际距离之间的偏差和速度大小来调接控制参数,采用神经元控制对模糊决策得出的输出控制量进行加权修正。仿真结果表明了所设计的智能控制策略的可行性和有效性。     

基于安卓系统的定位智能小车设计

为实现小车的远程监控,使其在无人驾驶的状态下精确驶向设定的定位点,设计了一种基于安卓操作系统和单片机控制系统的可定位智能小车。系统使用安卓手机作为远程监控设备,采用Eclipse集成编译环境,利用百度地图服务,设计了操控小车的APP。实际测试表明:手机通过小车携带的GPS传感器识别定位点,采用自行设计的控制策略得到小车的控制量,并下发命令至单片机,对小车的位置和速度进行控制,实现了预期的目的。     

移动机器人分布式控制系统的设计

针对自行研制的移动机器人(IMR01)设计并实现了一个分布式控制系统. IMR01采用激光雷达平台、多视觉系统作为环境感知器. 利用2-D平面扫描的激光测距传感器, 通过传感器平台俯仰与水平的转动实现在3-D环境感知, 建立地形的高度图以分析可行区域与障碍区域. 利用光纤陀螺仪、倾角仪及里程计等传感器构建移动机器人航向制导系统. 控制系统基于多系统集成的低功耗工控机(IPC), 在硬件上具有良好的扩展性能;通过无线网桥实现车载局域网与实验室监控系统的通讯. 分布式控制系统通过异构Agent间的协作实现复杂环境下的感知与导航控制.     

基于脉搏传感器的家用智能心率监控系统

智能心率监控系统采用抗过载与冲击能力强、抗干扰性能好、具有良好低频响应的PVDF(聚偏二氟乙烯)脉搏传感器,能够很好地与皮肤接触,检测到微小的脉动信号,并综合应用单片机技术、语音IC技术、无线通讯技术,设计了具有实时监测与显示、定时测量与存储、语音报警与提醒、远程通讯与呼救等功能的智能心率监控系统.实验结果表明:系统硬件、软件设计方案合理,测量灵敏度高,实时性好,实现了基于心率监测的多种功能,证明了该方案的可行性.     

基于异质传感器信息融合的移动机器人SLAM研究

针对采用单一传感器在移动机器人同步定位与构图(SLAM)中存在定位精度低、构图不完整等问题,提出一种基于Kinect视觉传感器和激光传感器信息融合的SLAM算法。首先将Kinect传感器获取的深度图像经过坐标系转换得到三维点云、通过限制垂直方向滤波器过滤三维点云的高度信息、再将剩余三维点云投影到水平面并提取边界点云信息转化为激光扫描数据;然后与激光传感器的扫描数据进行数据级的信息融合;最后输出统一数据实现移动机器人的构图及自主导航。实验结果表明,该方法能够准确的检测小的及特征复杂的障碍物,能够构建更精确、更完整的环境地图,且更好地完成移动机器人自主导航任务。