基于模糊控制的盲人避障系统设计

文章基于多个超声波传感器对地面信息的采集,利用模糊控制算法将采集的信息转化为指引盲人避障的语音提示。该系统采用超低功耗的MSP430单片机作为主控单元,外围设计了五路超声波传感器采集全方位的路面信息。通过分析路面信息,从而给出盲人前进方向以及前进的速度语音提示,实现盲人避障的功能。     

新的室内移动机器人的实时定位和运动规划方法*

提出了一种将传感器信息与先验环境信息融合实现移动机器人定位和运动规划的方法.这种方法选用SICK LMS200型激光扫描测距仪为机器人感知装置,根据室内障碍物的顶点或拐角信息进行定位和运动规划.这种定位和规划方法模仿了盲人在熟悉环境下用拐杖走路的过程,适于室内移动机器人的实时定位和运动规划.     

压力传感器在线状态监测装置研发

目前煤炭输送皮带采用双托辊(2个传感器)或四托辊(4个传感器)并采取传感器输出信号并联方法,以此提高皮带秤的准确性和稳定性.然而该并联方法无法对传感器进行独立采集,同时影响了传感器的故障判断.采用MSC1210Y5单片机和信号分离器,设计并联称重传感器系统的压力传感器状态在线监测装置,实现多个压力传感器并联应用时的独立采集;设计压力传感器在线状态比对算法,将不断变化的称重累计量转换为定量值,解决称重累计量为变量而无法准确在线监测的技术弊端.测试结果表明该装置较好地满足了压力传感器独立采集的要求,为称重计量装置等集中监控提供有效手段.     

基于定位导航的多传感器导盲系统设计

针对盲人较难准确前往目的地的问题，设计一种适用于盲人群体的基于GPS/BD导航的多传感器导盲系统。导盲工作时，盲人用语音方式输入目的地信息，系统自动识别后传入导航模块，导航模块根据当前GPS/BD定位及目的地信息规划出步行路径，通过语音实时播报给盲人实现导盲。系统利用超声波测距模块对盲人行进路线前方2～400 cm,红外测距模块对两侧15～80 cm的障碍物进行探测，图像模块进行环境信息获取。经测试，系统能够准确规划合理的导航路径，传感器模块能够精准探测障碍并实时进行语音播报，在保证盲人安全的同时可以指导盲人准确前往目的地。     

一种可越障避障新型智能导盲推车的设计

如今以单片机为核心的控制系统广泛应用于各种微控装置,单片机技术的成熟可为盲人提供很多帮助。本文设计了一种导盲推车,以三角轮组的推车结构,增加超声波和红外线传感器及语音模块等实现了导盲、越障、避障、助力爬楼、伸缩、储物、拐杖、语音提醒等功能。经实验表明,该导盲车可以有效地帮助盲人在城市中行走,得到了预期的效果。     

FBG位移传感器的标定与不确定度分析

为了提高光纤Bragg光栅(FBG)位移传感器标定精度和实现自动标定,设计一种量程为18 cm的FBG位移传感器校准装置对FBG位移传感器进行在线校准.通过对FBG解调仪测量的波长量和计算得出的位移量进行最小二乘法拟合得到FBG传感器的静态标定系数,并对标定装置和传感器进行不确定度评定.实验结果表明:FBG位移传感器标定平台标定得到FBG位移传感器的灵敏度为0.0145 nm/mm,线性度为99.87％,重复性误差为0.082％,校准装置的测量不确定度为0.11 mm.     

基于RFID的交互式盲杖设计

主要研究一种基于RFID的交互式盲杖,此交互式盲杖由两部分组成,盲杖部分由盲人持有,有源电子标签部分由盲人的亲朋好友所携带。适用人群是盲人及一些弱视群体。主要实现两大功能,避障和社交。利用传统的超声波装置实现避障,当前方2 m内有障碍物时通过语音提示盲人绕道行走;同时利用射频识别技术(RFID)识别周边4 m内的熟人,通过语音告诉盲人熟人的信息,以此实现盲人主动与熟人打招呼。相较于市面上广泛存在的智能盲人用品,此装置主要实现社交功能。     

智能盲人导航眼镜的设计

近年来,物联网和计算机信息技术的不断发展,使人们的生活中出现了各种各样的智能可穿戴设备。但是目前市场上针对盲人群体的可穿戴智能设备较少,无法给盲人提供有效帮助。为了给盲人带来生活便利,保障盲人在日常生活中的安全,本文设计出一种基于物联网的智能盲人导航眼镜的方案。该眼镜的设计涉及语音识别、GPS定位、传感器等技术,能够实现避障、GPS导航、人机交互等功能。设计结果表明,该眼镜能够有效地帮助盲人提高生活便利,使盲人群体不再依赖传统工具,具有较大的实用价值和社会需求。     

基于指纹传感器的盲文识别算法研究

针对盲人学习或阅读盲文困难大的问题,提出一种基于指纹识别传感器盲文识别算法.首先,通过半导体指纹传感器触压盲文书获取盲文凸点图像;接着,对盲文图像进行图像处理,包括二值化分割、形态学滤波、形状识别,获得凸点位置;然后,通过坐标变换计算得到凸点的排列矩阵,并进行二进制编码得到唯一的索引号;最后利用索引号检索国家标准的盲文库,从而获得盲文地声韵母.实验结果表明,提出的指纹识别传感器盲文识别算法能准确有效地识别出盲文书的盲文凸点.该方法将来可以应用于穿戴式盲文阅读装置,把识别的盲文声韵母通过语音播放给盲人使用.     

微创血管介入手术机器人控制系统与零位定位装置设计

为实现微创血管介入手术机器人对手术工具的精确定位和稳定把持,设计了其控制系统及相应零位定位装置.首先介绍了机器人系统组成和基于PMAC(可编程多轴控制器)的上下位机控制系统构架.同时,设计了5次插值运动规划算法和关节运动的三环PID控制算法,提高了机器人响应速度和稳定性.为了确定机器人运动初始位置,提出了以霍尔传感器为基础,结合电机运动信号的零位找寻方法和装置.实验结果表明,该零位定位装置定位稳定且准确.     

超低空分布式多传感器探测节点的设计

由于雷达探测存在盲区,低空与超低空飞行的入侵目标给雷达防御系统带来困难与威胁。基于GPS技术、多传感器技术、网络技术及单片机技术设计出一种分布式多传感器探测节点,把远程分布的多传感器探测节点所探测到的信息实时、有效地汇集在一起,实现超远距离的多传感器信息融合,实时进行目标发现,可弥补雷达防御系统存在的漏洞,有效地杜绝雷达防御系统存在的安全隐患。     

一种同质的多传感数据融合新算法

提出一种同质的多传感数据融合新算法,充分利用了所得信息,克服了融合过程中必须依赖于多传感数据之间关系阀值的人为经验设置问题。并把新算法应用于测控装置中,计算结果表明:新算法能对多传感数据进行有效融合,提高了抗扰动性,保证融合结果有较好的精度和高可靠性。     

Engine fault diagnosis based on multi-sensor information fusion using Dempster–Shafer evidence theory

Engine diagnostics is a typical multi-sensor fusion problem. It involves the use of multi-sensor information such as vibration, sound, pressure and temperature, to detect and identify engine faults. From the viewpoint of evidence theory, information obtained from each sensor can be considered as a piece of evidence, and as such, multi-sensor based engine diagnosis can be viewed as a problem of evidence fusion. In this paper we investigate the use of Dempster–Shafer evidence theory as a tool for modeling and fusing multi-sensory pieces of evidence pertinent to engine quality. We present a preliminary review of Evidence Theory and explain how the multi-sensor engine diagnosis problem can be framed in the context of this theory, in terms of faults frame of discernment, mass functions and the rule for combining pieces of evidence. We introduce two new methods for enhancing the effectiveness of mass functions in modeling and combining pieces of evidence. Furthermore, we propose a rule for making rational decisions with respect to engine quality, and present a criterion to evaluate the performance of the proposed information fusion system. Finally, we report a case study to demonstrate the efficacy of this system in dealing with imprecise information cues and conflicts that may arise among the sensors.     

多传感器信息融合技术在智能火灾报警系统中的应用

为了能快速准确检测到周围生产、生活环境的状况,及时预报火灾的可能性,本文介绍了多传感器信息融合的基本思想,在此基础上以模块化的形式,探索了自适应加权数据融合算法和D-S证据理论在智能火灾预警报警系统的应用。结果表明多传感器信息融合算法可有效提高系统的识别能力,并提出了有待解决的问题。     

基于多传感器数据融合的无人机GPS欺骗检测研究

本文针对实际过程中可能存在的无人机GPS欺骗情况,提出了基于多传感器数据融合的GPS欺骗检测方法。该方法通过比较多传感器惯性导航系统加上Elman神经网络修正得到的位置信息与GPS输出位置信息,从而判断无人机GPS是否受到欺骗。该方法有两个创新点,第一个是使用Elman神经网络,在不增加传感器成本的基础上其有助于提高惯导系统输出位置信息的精度;第二个创新点是使用带延迟的扩展卡尔曼滤波器,用于解决多传感器数据不同步的问题。实验结果表明,本文提出的方法能有效的检测出GPS欺骗,从而保证无人机的安全飞行。     

μC/OS-II在煤矿井下环境监测系统中的应用

针对常见煤矿井下环境检测仪检测参数单一、占用传输线较多的缺点,本文设计了多传感器融合的井下环境检测系统。该系统对采集到的信息进行数据融合,使系统决策更加科学合理,同时减少了巷道内的走线数量。实际使用表明,系统具有较好的实时性、可靠性,并具有良好的扩展和升级能力。     

兼具柔顺与安全的助行机器人运动控制研究

针对助行机器人的柔顺性和安全性问题,基于多传感器系统融合技术,本文提出了一种能够兼具柔顺与安全的助行机器人运动控制方法.首先介绍了助行机器人的机械结构、控制原理以及多传感器系统,然后根据机器人多传感器系统,设计出各传感器相对应的用户意图估计方法,提出了一种基于多传感器融合的助行机器人柔顺运动控制算法.分析用户可能发生的跌倒模式,使用基于卡尔曼滤波（Kalman filter,KF）的序贯概率比检验（Sequential probability ratio test,SPRT）方法和决策函数来判断用户是否会跌倒,并判断处于哪种跌倒模式.最后,通过助行机器人柔顺运动控制实验和用户跌倒检测实验验证了算法的有效性.     

基于易操纵金字塔的多传感器图像融合

针对目前传统方法在图像未完全配准时融合效果差的问题,提出了一种基于易操纵金字塔的多传感器图像融合方法。首先,对多光谱图像进行易操纵金字塔分解;然后,恰当地合并分解得到子带图像系列来构造融合图像对应的易操纵金字塔,并通过逆变换重构融合后图像。最后利用熵和空间频率对该方法的融合性能进行了评估分析,并与基于拉普拉斯变换和小波变换的图像融合方法进行了比较。实验结果表明,该方法综合性能优于基于拉普拉斯变换和基于小波变换等传统图像融合方法,图像未完全配准情况下也能获得好的融合效果。     

缩小避障机器人障碍物检测盲区的研究

为提高避障过程中障碍物的被检测率,避免碰撞,在多传感器信息融合技术基础上,探讨多传感器排列方式和检测盲区的关系,定义绝对盲区和相对盲区的概念。把传感器排列方式分成发散型、交叉型和混合型,分别讨论各种排列方式的优缺点。实验机器人使用混合型排列,把多个传感器检测结果融合成定位标志决定避障算法,上位机根据定位标志提示障碍物所在位置。实验结果表明这种方法对缩小障碍物检测盲区是有效的。     

模糊数据融合在多传感器环境监测中的应用

文章提出了一种应用多传感器模糊数据融合技术的信息检测方法。该方法采用多传感器监测被测环境的温度、湿度和通风量等参量,将多个传感器所获取的多元信息模糊化后,经过融合中心的合成运算和决策规则的运用,获取被监测环境状态参数的精确估计,最终用于信息决策。实验结果表明,该方法能有效地提高环境状态监测的准确率,增加状态监测的置信度,提高监测系统的性能。