一种移动机器人的运动控制方法研究

针对反应式移动机器人运动控制中存在的缺乏自主运动规划等问题,介绍了一种新型移动机器人的运动控制方法。设计了一种混合式控制结构实现移动机器人的运动控制。采用基于行为的运动控制策略,将反应式行为和规划行为融合在一起。实验结果表明该策略能够很好地完成复杂环境下移动机器人的运动控制。     

基于布谷鸟算法的群体动画角色行为自动控制方法

动画制作中经常需要模拟群体行为,不仅要求群体的运动规律具有一致性,同时要求每个个体的运动具有独立性。布谷鸟算法是一种新兴的群体智能算法,能够模仿鸟群寻找最佳鸟巢位置的运动行为。因此,提出将改进的布谷鸟算法用于对群体动画角色的运动自动控制,从而生成个体的运动路径,实现逼真的动画辅助设计。首先针对群体行为特性采用混沌映射和动态步长对标准的布谷鸟算法进行改进,以便提高收敛速度和寻优精度。然后通过NURBS建模方法进行群体模型构建,并引入碰撞检测以便解决个体之间的碰撞问题。在Maya动画软件中对该行为控制算法进行群聚和碰撞测试,验证了其有效性和可行性。     

基于改进L-系统的树木生长动画实现

将改进函数L-系统与时控L-系统结合,通过对系统中枝条生长函数的分析和选择,使用多项式函数和指数函数作为生长函数,可以直观、连续地实现枝条生长的控制。结合计算机动画实现方法,实现了植物的连续生长动画。该算法思路清晰,容易实现,可控性较好。     

基于群体动画角色自动控制的改进布谷鸟算法

群体动画的出现把计算机动画提升至新的层次,自主行为控制方法在控制复杂群体动画角色行为时,控制规则的制定存在一定难度,行为控制连贯性较差。提出一种基于群体动画角色行为自动控制的改进布谷鸟算法,采用群体动画角色集聚行为分析方法,分析群体动画角色集聚行为的塑造目标,根据该目标通过改进的布谷鸟搜索算法获取当下全局最优行为与前阶段群体动画行为相衔接,实现群体动画角色行为自动控制。经验证,所提方法可应用于群体动画角色行为自动控制中,在复杂与简单两种不同类型的群体动画角色行为控制中,该方法控制误差较小,且控制复杂度较小,控制后的群体动画角色行为连贯性较高,动画角色行为衔接性较好。     

基于三维虚拟技术的网页动画特效系统

针对网页动画特效逼真度不高等问题，研究了一种基于三维虚拟技术的网页动画特效系统。该方法在数据访问层利用FLASH存储卡，存储动画特效数据；利用动画特效逻辑层调用数据访问层存储数据，粒子模块使用粒子理论模拟动画画面，为动画添加特效，运动模块利用VR动画交互节点设计动画节点坐标，实现动画运动特效处理；通过系统表示层为用户呈现特效制作成果。实验结果表明：该系统可有效实现动画的雨、雪、烟花等特效制作，且逼真度高；兼容度平均超过90%;特效制作响应时间均未超过1.4s,系统运行流畅。     

基于人工智能技术的机器人运动控制系统设计

设计一种基于人工智能技术的机器人运动控制系统,确保机器人更好地理解人类的意图,并提供更加人性化的服务。该系统通过运动数据采集与传输组件连接机器人的轴电机,采集机器人当前运动数据后,将其传输到控制器组件内,控制器组件依托X86架构工控机,使用PIC总线将采集到的机器人当前运动数据发送到基于人工智能技术的机器人运动路径规划模块内。该模块运用人工智能技术中的A*算法获取机器人轨迹路径规划结果后,依据该路径规划结果,将人工智能技术中的神经网络和模糊B样条基函数相结合,建立模糊B样条基函数神经网络控制器。该控制器输出机器人运动控制指令,并发送给伺服驱动器组件,伺服驱动器负责驱动机器人轴电机,控制机器人运动。实验结果表明：所设计系统具备较强的机器人路径规划能力,可在复杂路径情况下实现机器人运动控制,且控制精度和控制阶跃响应能力均较强。     

利用RTSI总线实现运动控制和数据采集之间的同步

为了提高测量精度,许多测试系统要求在连续运动中实时同步进行数据采集.根据同步工作原理,利用RTSI总线技术和LabWindows/CVI编程实现了运动控制和数据采集之间的同步,实验结果表明该方法在提高测试精度方面是有效的.     

基于NURBS向量肌肉模型的人脸动画及实现

当前,动画及其实现技术受到业界广泛关注,而人脸动画如喜、怒、哀、乐的表达其真实感还不够好.以Waters肌肉模型为基础,提出NURBS弹性肌肉模型,该方法依据解剖学知识,用非均匀有理B样条曲线仿真肌肉.通过改变曲线控制点的权重,可以找到一个动作向量控制肌肉的运动,进而合成人脸的各种表情.控制点数量越多,肌肉就越好控制,那么就可以更加真实地仿真人脸表情.     

基于Flash8的播放控制

通过控制一个射手运动的实例,介绍了Flash 8.0中按扭实例的一个基本用法,并且利用这个用法制作了一个播放控制动画,利用影片剪辑实现动画效果,利用按钮实例控制动画的播放,利用简单的脚本程序实现动画效果.     

一种运动控制算法的高效实时仿真调试方法

以半导体生产设备为代表的现代高速精密机电设备中普遍采用主-从式计算机控制的模式,从机以嵌入方式包含在设备中而不便于其上所运行的运动控制算法实时状态的监测;运动控制算法本身复杂度的不断增加进一步提高了代码高效调试的难度,对最短时间内获得运行正确的运动控制代码提出了极大的挑战。提出了一种能够准确反映控制对象真实响应的运动控制算法实时仿真和调试方法。该方法将从机DSP上运行的运动控制算法完整不变地转移到主机上运行,并且对DSP代码的输入输出函数进行少量修改以利用数值积分方法模拟控制对象的响应,实现了从机DSP运动控制算法和主机程序在同一计算机处理器上以真实的实时状态运行并且可以象普通源代码一样进行方便有效的单步、断点等调试。该方法可以与各种数据可视化手段相结合,形成完整、直观、高效的,完全脱离从机和控制对象的运动控制算法虚拟实时仿真调试环境。给出了该方法在半导体生产设备上成功应用的例子。该方法适用于各种独立运行于嵌入式处理器的运动控制算法的仿真调试。     

Fast Motion Synthesis of Quadrupedal Animals Using a Minimum Amount of Motion Capture Data

This paper introduces a novel and fast synthesizing method for 3D motions of quadrupedal animals that uses only a small set of motion capture data. Unlike human motions, animal motions are relatively difficult to capture. Also, it is a challenge to synthesize continuously changing animal motions in real time because animals have various gait types according to their speed. The algorithm proposed herein, however, is able to synthesize continuously varying motions with proper limb configuration by using only one single cyclic animal motion per gait type based on the biologically driven Froude number. During the synthesis process, each gait type is automatically determined by its speed parameter, and the transition motions, which have not been entered as input, are synthesized accordingly by the optimized asynchronous motion blending technique. At the start time, given the user's control input, the motion path and spinal joints for turning are adjusted first and then the motion is stitched at any speed with proper transition motions to synthesize a long stream of motions.     

跟踪移动信标并实时计算斜程路径大气相干长度的差分像运动测量装置

介绍了一种能够跟踪移动信标的新型大气相干长度测量系统。系统使用遗传算法与区域加宽迭代质心算法结合而成的新算法处理差分运动图像,实时计算移动目标脱靶量与光波到达角起伏方差,实现了跟踪测量的功能。测量实验中,利用飞行高度为35km的平流层气球搭载的碘钨灯作为光源,实时测量了斜程传输路径上的大气相干长度值。与此同时,在距离新仪器5m处放置了一台以太阳的边缘作为光源、测量整层大气相干长度的大气相干长度仪进行对比测量。对比结果表明,两组测量数据具有较好的相关性。据此初步分析与讨论了利用激光导星技术主动探测整层大气相干长度的可行性。     

Integration of hierarchical test generation with behavioralsynthesis of controller and data path circuits

This paper describes the first behavioral synthesis system that incorporates a hierarchical test generation approach to synthesize area-efficient and highly testable controller/data path circuits. Functional information of circuit modules is used during the synthesis process to facilitate complete and easy testability of the data path. The controller behavior is taken into account while targeting data path testability. No direct controllability of the controller outputs through scan or otherwise is assumed. The test set for the combined controller/data path is generated during synthesis in a very short time. Near 100% testability of combined controller and data path is achieved. The synthesis system easily handles large bit-width data path circuits with sequential loops and conditional branches in their behavioral specification, and scheduling constructs like multicycling, chaining and structural pipelining. An improvement of about three to four orders of magnitude was usually obtained in the test generation time for the synthesized benchmarks as compared to an efficient gate-level sequential test generator. The testability overheads are almost zero. Furthermore, in many cases at-speed testing is also possible     

Data-based spatial feedforward for over-actuated motion systems

For advanced motion systems there is an increasing demand for higher production throughput and accuracy. Traditionally, such systems are designed using a rigid-body design paradigm, which aims at designs with high stiffness. The alternative is to design a lightweight system and deal with the resulting flexibilities by over-actuation and over-sensing. This paper presents a data-based spatial feedforward method based on previous task trials, which aims at reducing the vibrations over the complete structure during motion. The proposed method is experimentally validated on an industrial prototype and compared to standard mass feedforward using rigid-body decoupling.     

Coordinated Path-Following Control for a Group of Underactuated Surface Vessels

This paper addresses the problem of coordinating a group of underactuated ships along given paths (path following) while holding a desired intership formation pattern. The solution to this problem unfolds into two basic subproblems. In the first step, a path-following controller is derived to force each underactuated ship to follow a reference path subject to constant disturbances induced by wave, wind, and ocean current. The controller is designed such that the ship moves on the path while its total velocity is maintained tangential to the path. In the second step, the speeds of the vehicles are adjusted so as to synchronize the positions of the corresponding virtual targets (or so-called coordination states), in the sense that the derivative of each path is left as a free input to synchronize the ships' motion. The proposed coordination controller uses a combination of Lyapunov direct method, backstepping, and concepts from graph theory. When dealing with the path-following coordination problem, it is considered that each ship transmits its coordination state to other ships with a varying time delay as determined by the communication topology. The coordination errors' convergence is achieved based on a proposed Lyapunov-Krasovskii function. Simulation results are provided to illustrate the effectiveness of the proposed approach.     

基于Stokes子矢量估计的弱信号检测

研究了窄带极化雷达的弱信号检测问题。首先给出目标散射波和随机极化波瞬态Stokes子矢量序列（ISVS）的表征方法和匹配距离的概念，而后提出了一种雷达目标散射信号Stokes子矢量的估计方法。最后，利用目标散射信号和接收机噪声的ISVS之间的差异，基于径向积累的思想提出了一种弱信号检测算法，可以显著改善雷达系统的检测性能，对于反隐身、预警和空间探测等具有一定的指导意义。     

基于用户位置的TD-LTE上行功率控制研究

为了减小小区间干扰,3GPP 36.213协议中规定TD-LTE上行链路进行慢速功率控制.在该协议的基础上提出了基于用户位置的上行功率控制方法,首先根据RSRP的值估算出不同用户的路径损耗,再根据路径损耗的大小将用户划归到不同的区域,然后对某个特定的区域采用相应的功控算法,通过仿真证明该方法可以有效减少小区间干扰,提高系统的吞吐量.     

基于Wi-Fi多维参数特征的无源目标跟踪技术

针对Wi-Fi无源目标跟踪技术中,由于直射路径信号以及噪声等影响造成提取目标反射路径信号困难等难点,本文提出了基于Wi-Fi多维参数特征的无源目标跟踪技术.该技术采用串行干扰消除代替全零初始化来完成某时刻多条路径到达角（Arrival of Angle,AoA）、飞行时间（Time of Flight,ToF）以及多普勒频移（Doppler Frequency Shifts,DFS）的初始化,并且对传统频域空间交替广义期望最大化（Frequency Domain Space Alternating Generalized Expectation-maximization,FD-SAGE）算法进行改进,弥补了传统算法收敛速度慢以及噪声影响等缺陷.除此之外,本文采用基于最小代价多路径网络的混合数据关联方法解决了在不同时刻具有不同路径数目时无法进行路径有效关联的问题,同时该方法将固定时间窗中的最优匹配作为某时刻的关联数据,避免了某次关联错误导致后续关联失败所造成的不可逆错误.实验结果表明,本文在复杂室内环境下能够达到1.3m的平均跟踪定位精度.