采用模糊免疫PID控制的移动机器人避障误差仿真研究

当前,移动机器人运动规划路径较长,实际运动轨迹与理论运动轨迹误差较大。对此,设计了移动机器人模糊免疫PID控制系统,并对控制系统输出误差进行仿真验证。建立移动机器人平面简图,给出机器人运动方程式,采用平面栅格来描述机器人运动规划路径。引用传统PID控制器并进行改进,设计了模糊免疫PID控制系统,给出了移动机器人PID控制输出系统在线调节流程。采用MATLAB软件对机器人输出误差进行仿真,比较PID控制和模糊免疫PID控制输出误差大小。结果显示:移动机器人采用传统PID控制系统,稳定调节时间为1.0 s,产生的最大误差为0.83 mm,系统输出误差较大;移动机器人采用模糊免疫PID控制系统,稳定调节时间为0.5 s,产生的最大误差为0.59 mm,系统输出误差较小。移动机器人采用模糊免疫PID控制系统,响应速度快,追踪误差较小,从而提高系统的稳定性。     

基于YOLOv3算法和深度特征的地点识别方法

针对视点、外观等因素变化给地点识别应用带来的不利影响,设计了1种基于显著路标及深度特征的地点识别方法.首先分割图像中的显著物体作为候选路标;然后设计YOLOv3算法网络,对候选路标进行识别,以删除不适合环境建模的特定对象类型;最后在图像相似度测量中,利用中层卷积层的性能特点,提取候选路标的卷积神经网络(convolutional neural networks,CNN)特征,并结合降维操作,提升匹配效率.在3个具有挑战性的公开数据集上进行了试验,与FAB-MAP、SeqSLAM和Place-CNN等先进方法进行了比较,该方法的平均识别精度达到71.22％,优于其他3种方法,表明经过筛选的显著路标的CNN特征可以抵御强烈的视点和外观变化.     

一种3自由度移动机器人的跟踪新策略

在证明了3自由度移动机器人系统具有可逆性的前提下，利用神经网络α-阶积分逆系统线性化解耦能力，将严重非线性及耦合的3自由度移动机器人系统解耦成3个SISO(single input—single output)的子系统，采用线性控制理论设计了路径跟踪控制器，实现了位置和方位的独立跟踪，同时提高了控制算法的实时性。最后通过路径跟踪仿真实例验证了算法的可行性和有效性。     

基于COM技术的多移动机器人仿真系统

提出了一种基于COM(ComponentObjectModel,组件对象模型)技术的多移动机器人仿真系统的模型,并通过该模型初步实现了一个将移动机器人控制器组件化的仿真平台。COM规范定义的组件模型所具有的进程透明特性和可重用性很好地对应了多移动机器人系统的分布式特点。采用COM技术的多移动机器人仿真系统,具有良好的分布式运行能力和方便的实时交互能力,极大地方便了多移动机器人系统的研究工作。     

基于人工免疫网络机器人路径规划算法的进一步研究

本文进一步完善了基于人工免疫网络的移动机器人路径发现与规划算法,给出了算法的设计思想和流程详细的描述;并基于马尔可夫链理论,从数学上证明了该算法的收敛性;通过势场法、神经网络算法和遗传算法三种常用的移动机器人路径发现与规划算法的对比实验,表明文章所设计的算法具有很好的柔性,能够适应于不同的规划环境,解决了其它规划算法无法克服的规划难题以及欺骗性问题,表现出了高度的智能性。     

轮式小方坯高速连铸机的新发展

开发了一种水平轮式连铸机,用以高速浇铸52～85mm小方坯。新铸机的结晶轮轴心与垂直线成3°～5°倾角。从中间包流出的钢水,通过密闭的水口进入结晶槽,避免了钢水被氧化,又省去了钢液面检测及控制装置。在直径3m的试验铸机上,以18～22m/min的速度浇出了50mm×63/67mm的小方坯,其表面及内部质量都令人满意。在此基础上,设计了用以浇铸70～85mm小方坯的水平轮式连铸机,其预期的最高出坯速度为28m/min,并能与高速线材轧机相配合,直接轧制成材。     

让机器人守卫首都安全

1 项目背景 大厦、会议场馆、体育馆、剧场、机场和客机等封闭场所由于其内部环境复杂、可视空间有限、隐藏躲避方便等原因,是目前反恐救灾中作业难度较大的地方. 针对这类封闭环境内的反恐救灾作业要求,北京航空航天大学机器人研究所所长刘荣教授所在的项目组,提出了多机器人立体化反恐救灾系统的概念,并于2008年由北京市自然科学基金资助立项开始研究. 刘荣介绍,目前的机器人,包括爬壁机器人、地面移动机器人、空中飞行机器人等研制的关键,是其指挥控制问题. 为此,项目对多机器人立体化反恐救灾系统中的关键技术问题进行了深入研究,并研制了壁面爬行、地面移动、空中飞行小型机器人样机,以及多机器人指挥中心.     

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。     

基于全局变形模板的快速车道检测算法

车道检测算法的研究是室外移动机器人基于道路区域或边界信息自动导航的首要环节。根据实际应用需要,识别算法应能满足鲁棒、实时的要求。提出的基于全局模板的快速车道检测算法,根据驾驶员视觉处理经验,总结出道路边界识别的先验知识,在所选取的二次曲线道路形状模型基础上,推导出图像上车道的总体模型,利用道路图像的灰度特征,结合优化算法改变模板参数,实现对车道的跟踪。对实际路面图像的试验结果表明,该算法在多种环境条件下,都能很好地识别车道,具有很强的鲁棒性。同时,与传统的跟踪算法相比,该算法降低了计算损耗,更好地满足了实时性的要求。     

轮式炮车驾驶训练实时运动仿真

参见汽车运动模型建立相应的炮车模型,应用齐次变换理论给出炮车位姿的解算方法,并运用一种3 RPS型三自由度并联机器人结构的动感平台来实现运动模拟,而且给出了动感平台中作动器的速度方程,以确保驱动机构控制作动器按指定的速度运动,从而使动感平台能够实时模拟炮车行驶过程中的运动位姿·仿真实验验证了所建计算模型的正确性,也说明该火炮模拟训练系统方案是正确可行的·