家庭服务机器人知识图谱的构建与应用

为提高服务机器人对家庭环境中事物语义信息的准确获取与认知,提出了一种家庭服务机器人知识图谱的构建方案并进行了家庭服务的应用测试。 首先,针对家庭服务应用需求,构建了适用于家庭环境的领域本体,并采用结构化的方法表征家庭场景下环境、人物、服务等知识以及物体的语义属性,将其存储在关系型数据库中。 在此基础上,根据领域本体将知识库的结构化数据进行数据映射和知识抽取,完成知识图谱的构建,并针对典型家庭服务的应用需求进行了测试。 实验结果表明,构建的知识图谱能够有效地帮助服务机器人准确地获取家庭环境中事物的语义信息,检索得到服务所需的知识,从而保障其智能化地执行家庭服务。     

CSFS:云存储服务支撑的文件系统设计与实现

云存储服务性能开发是云端数据技术的重要课题.提出了一种基于云存储服务的文件系统数据存储架构,描述了一个基于该架构的云存储文件系统(CSFS)设计及实现.通过利用免费邮件服务降低了开发和部署成本,通过数据与元数据分离管理、分布式存储、云端数据预取等技术提高了系统的高效性和可扩展性.测试结果表明:相关优化技术有效提高了系统的读写性能.     

CSFS：云存储服务支撑的文件系统设计与实现

云存储服务性能开发是云端数据技术的重要课题。提出了一种基于云存储服务的文件系统数据存储架构,描述了一个基于该架构的云存储文件系统( CSFS)设计及实现。通过利用免费邮件服务降低了开发和部署成本,通过数据与元数据分离管理、分布式存储、云端数据预取等技术提高了系统的高效性和可扩展性。测试结果表明：相关优化技术有效提高了系统的读写性能。     

敏感数据自主可控的云存储平台元数据管理

针对传统云存储平台的敏感数据的安全问题,将元数据管理分成客户端元数据管理与云端元数据管理两部分,元数据子服务器自主提取、维护、读写和存储敏感信息的元数据,在映射关系方面采用基于文件与数据块之间冗余随机映射算法提高文件存储的安全性,同时采用按需询问同步策略保障元数据子服务器与云端元数据服务器之间的数据块到数据存储中心映射关系的一致性,确保整个存储系统的稳定性与可靠性.在多用户并发访问下,对不同规模数据集的读、写性能的实验测试表明,该存储系统在自主管理敏感信息元数据的前提下,与HDFS、GFS相比仍具有较好读写性能和稳定的数据持久化能力.     

智能家庭中一种基于本体的机器人服务认知机制

为增强机器人提供不同类型服务的能力,针对智能家庭环境中的服务机器人提出一种基于语义网规则语言的机器人分类服务推理方法。利用本体技术建立智能家庭的本体模型,通过该模型集成来自不同数据源的数据,消除设备之间的异构性。根据智能家庭机器人服务系统的服务特点划分服务类型,利用历史上下文信息生成服务规则库。通过推理引擎匹配实时的上下文信息与服务规则实现机器人的服务推理。智能家庭背景下的系统运行试验结果表明,机器人服务推理方法能够完成智能家庭环境中不同类型的服务推理,从而进一步提高机器人服务的智能性。     

多重无线异构网络的智能云控制系统的设计

介绍一个多重无线异构的云控制系统,该系统主要包括云端服务器、网关和众多终端节点,集成了ZigBee、WiFi、GSM等通信协议,实现不同协议之间的数据异构融合,将其应用于各种不同的复杂环境,实现对复杂环境的智能化监控.在本文中,以智慧家庭为例,搭建硬件实验平台构建智能化监控系统.其中,前端构建ZigBee星型网络进行数据采集,网关对不同制式的协议统一封装,实现异构网络共性融合;云端服务器对来网关的数据进行统一处理,并对终端节点进行智能控制.实验结果表明,智慧家庭中不同制式的异构网络数据无缝衔接,云服务器与采集终端实现了信息交互,对家庭设备进行了智能化控制.因此,该系统具有很强的实用性、可靠性好、稳定性高、操作简单,可用于车联网、智慧家庭、智能农业等领域.     

家庭陪护机器人自主充电系统研究与设计

针对家庭陪护机器人电池容量有限,工作环不连续的问题,设计一种基于机器人操作系统(robot operating system, ROS)的家庭陪护机器人自主充电分级对接系统。采用卡尔曼滤波算法将编码器数据和惯性测量单元(inertial measurement unit, IMU)数据进行融合,同时结合激光雷达数据并基于Rao-Blackwellized粒子滤波即时定位与构图(simultaneous localization and mapping, SLAM)算法构建环境二维栅格地图;采用A^*算法和动态窗口(dynamic window approach, DWA)算法进行全局路径规划和局部路径规划,使机器人行驶至充电站附近或所在房间;采用基于双重优先级的红外导航对接算法引导机器人驶向充电站,完成与充电站的精确对接。试验结果表明,该系统有效地解决了传统方法中充电距离有限的问题,并且具有较高的对接效率、成功率、准确度和环境普适性,完全满足家庭陪护机器人的充电需求,具有较好的应用价值。     

基于改进跳表的云端数据完整性验证协议

在云存储应用中,用户数据的完整性是用户最关心的问题之一,用户提交到云存储服务提供商处进行在线存储的文件面临着丢失以及被篡改的风险,因此用户需要通过使用某种技术手段对从云端取回的数据进行完整性的验证,以确定正在访问的数据是完整和正确的。考虑到在云存储系统的应用环境中用户计算资源受限的特点和云存储的安全需求,基于改进的跳表和短签名技术,该文提出一种能够对云端数据的动态操作提供良好支持的完整性验证协议。在跳表中引入可达范围计数以便高效地支持数据块在任意位置的插入或者删除操作,有效减少了执行动态操作时产生的计算开销。通过性能分析与实验比较,证明该协议是高效的。     

基于ROS的云机器人系统设计与实现

作为物联网的一种新形式,机器人与互联网融合展现出强劲的发展的趋势.为通过互联网远程操控监视机器人和实现多机器人云端协同信息共享问题,提出一种ROS云端克隆(ROSClone)云机器人系统.基于一种新的轻量级异步通信协议,通过云上代理服务器,将支持ROS的机器人与远程应用相连接,实现机器人状态在云端的克隆.ROSClone系统性能在云上进行测试评估,结果表明此方式的高效性与可靠性.     

基于AndroidPN技术的Zigbee无线网络的物联网数据采集

为了实现对体温和脉搏长时间的监测并形象地展示出温度和脉搏随时间变化的趋势,设计了一款基于AndroidPN技术的Zigbee无线网络温度、脉搏实时采集器,通过传感器采集人体实时的体温和脉搏信息,经过蓝牙或通过在PC上配置Android PN服务将采集到的信息传送到Android手机客户端,由手机实现对数据的显示和处理并生成实时的动态图表信息,再由手机的GSM等上网模块将数据上传到云端,实现数据的云存储,便于用户查看、管理。这种实时监测仪提供了一种便捷、低成本的温度和脉搏记录方式,在日常生活中有着广泛的应用。     

基于微服务的服务机器人云服务设计方法

为了提升服务机器人的智能化水平,提出一种基于微服务的服务机器人云服务设计方法。设计基于微服务的服务机器人云服务的设计框架,提出服务机器人虚拟模型,实现服务机器人运动学/动力学模型、传感器模型和环境模型的云端映射,解决了机器人调用云服务的异构性问题;提出一种交互式的云服务交互接口,采用机器人的协议应答方式实现异构协议的自适应匹配;详细阐述服务机器人云服务平台的开发关键方法。通过所搭建的服务机器人云服务平台进行试验,测试了所设计的功能云服务的调用效果、实时性和细粒度服务质量,可以满足服务机器人的功能要求。     

云机器人:概念、架构与关键技术研究综述

云机器人是云计算技术和机器人学的结合,在机器人任务执行和资源共享等方面有很大优势,现已成为智能机器人领域的研究热点。主要从云机器人的发展、关键技术、主要平台、架构和应用前景等几个方面对云机器人的研究进行综述。介绍了云机器人的提出和发展状况及其相关技术基础,并对3种主流的云机器人服务平台进行了横向对比,分析了云机器人的主要系统架构。最后对云机器人的应用前景进行了展望。     

一种基于密文策略属性加密技术的云安全存储方案

针对云存储数据共享特性安全问题,提出了一种基于可信第三方密文策略属性加密技术的云存储共享方案.利用可信第三方有效地解决了用户端负载量过大、密钥分发与管理负担等问题.采用密文控制访问技术,保证了数据在不完全可信云环境下的安全性.分析结果表明能保证数据安全性,而且有效地减少了用户端的工作量,符合云存储的发展趋势.     

助老助残服务机器人机载计算机软件系统设计及实现

针对家庭及医院等环境下的助老助残服务机器人,采用基于行为的机器人控制技术,设计了服务机器人机载计算机软件体系架构,对软件系统的硬件通讯层、指令协议解析层、行为层和行为决策层进行了详细的说明。软件编程中通过各种抽象对象的组合来组织代码,由面向对象的C++编程语言进行实现。通过采用模糊控制及基于加权合成的多行为融合机制,较好地实现了服务机器人的复杂行为控制。实验及应用表明,本服务机器人机载计算机软件系统具有界面友好、性能稳定、使用方便、可扩展性强、开放性强的特点,较好地满足了家庭及医疗环境下服务机器人对机载计算机系统软件的要求,具有一定的应用推广价值。     

基于视觉的工业机器人异常动作检测方法研究

工业机器人的突发故障引发的安全问题时有发生。传统的基于数据分析的故障诊断方法存在传感器数据易受干扰,机器人通讯协议不统一,监测系统嵌入在执行系统内部相互影响等问题。提出一种基于机器视觉的工业机器人故障动作检测方法。对工业机器人作业视频进行实时分析,采用图像分割技术分离工业机器人本体并采用图像哈希技术生成工业机器人姿态编码,结合序列模式分析技术检测工业机器人异常动作并进行预警。不依赖于工业机器人通讯协议,以非接触式的方式对工业机器人进行实时监控,具有易于部署和成本低的特点。基于自主构建的工业机器人仿真视频数据集进行了实验研究,结果表明提出的方法可准确识别工业机器人异常动作,精确率和召回率均为100%。     

一种异质多移动机器人系统及其基于MAS的协作机制

目前的多移动机器人系统在运行状态下,网络结构一般是静态的,很难做到成员机器人的动态增减,且系统在启动时需要复杂配置。本文设计了一种支持异质移动机器人合作的多机器人系统UMRS-1,采用分布式组织结构,支持机器人动态、自动配置地加入或退出系统。分析了组成系统的成员机器人的体系结构以及UMRS-1的组织结构。采用基于KQML实现的合同网作为协作协议,最后对多机器人协作围捕问题进行了初步探讨以说明UMRS-1的通信与协作机制。     

基于插件模式的私有云存储系统的存储池设计

为满足私有云存储系统中采用不同底层存储介质的需求,提出了一种基于插件模式的私有云存储系统的存储池设计.在数据存储层与数据管理层之间建立统一存储层,包含各类插件并基于适配插件提供的动态性能参数,由统一存储层管理器制定存储策略和IO策略,以平衡存储节点流量,提高存储池的整体性能.实验结果表明,该设计可以提高企业存储资源利用率,提升异构存储横向扩展能力,有效降低私有云存储服务的整体运营成本.