基于引导角的轮式移动机器人轨迹跟踪控制

首先,基于拉格朗日方程建立移动机器人模型;然后,根据侧向误差和角度误差的关系设计引导角,将该引导角作为虚拟输入,结合Backstepping方法设计基于移动机器人运动学模型的轨迹跟踪控制律,并给出参数选取条件;最后,以驱动轮力矩作为控制输入,并考虑到机器人受到的外部扰动,将运动学控制律扩展得到基于动力学模型的控制律.仿真结果表明了所设计控制律的有效性.     

基于区间特性和变量软约束的模型预测控制算法

针对传统的区间模型预测控制算法的性能指标函数设计复杂, 以及被控变量进入区间后稳态轨迹变化幅度大的缺点, 提出一种区间特性和变量软约束的模型预测控制算法. 该算法仅利用期望输出区间的上下限, 通过预测输出与区间的等式关系构造区间跟踪偏差项, 同时利用预测输出和操作变量的增量二次型构造变量软约束项, 减小区间内的稳态轨迹的变化幅度, 上述两项合称为软约束区间跟踪性能指标项. 以回转窑模型为被控对象进行仿真, 表明了算法的有效性.

     

基于混合滤波的运动小目标检测

针对对空红外图像中的小目标检测问题,提出了一种基于混合滤波的运动小目标检测方法。首先采用滑窗法对图像进行空域能量累积,增强目标信号强度;随后采用三种空域滤波器分别两两加权组合对图像进行滤波与二值化处理,合并处理结果并提取感兴趣区域。最后在时域上根据目标运动特性通过轨迹确定目标位置。该检测方法与传统的滤波检测相比,充分利用了各滤波器的优点以及目标的运动特性,通过对真实的对空场景图像进行目标检测实验,结果表明即使在低信噪比情况下也能快速准确的检测运动红外小目标。     

一种混合驱动柔索并联仿生眼的轨迹规划

在与眼球运动相关的解剖学和运动学的基础上,设计了一种符合Listing定理的基于混合驱动柔索并联机构的3自由度机器人仿生眼.通过矢量封闭方法建立了逆运动学模型,求解出柔索并联机器人的雅可比矩阵和结构矩阵.利用达朗贝尔定理建立柔索并联机器人的力矩平衡方程组,采用广义逆矩阵的相关理论,以柔索张力矢量的2范数最小为目标进行张力优化.用蒙特卡洛方法计算出仿生眼球可达工作空间.最后,在Simulink环境下进行仿真,规划运动轨迹并得到柔索并联机器人运动特性的仿真结果,证明了本文设计的机构符合Listing定理.结果表明:基于混合驱动柔索并联机构的机器人仿生眼结构合理,数学模型正确.     

基于RGB-D深度相机的室内场景重建

目的 重建包含真实纹理的彩色场景3维模型是计算机视觉领域重要的研究课题之一,由于室内场景复杂、采样图像序列长且运动无规则,现有的3维重建算法存在重建尺度受限、局部细节重建效果差的等问题。方法 以RGBD-SLAM 算法为基础并提出了两方面的改进,一是将深度图中的平面信息加入帧间配准算法,提高了帧间配准算法的鲁棒性与精度;二是在截断符号距离函数(TSDF)体重建过程中,提出了一种指数权重函数,相比普通的权重函数能更好地减少相机深度畸变对重建的影响。结果 本文方法在相机姿态估计中带来了比RGBD-SLAM方法更好的结果,平均绝对路径误差减少1.3 cm,能取得到更好的重建效果。结论 本文方法有效地提高了相机姿态估计精度,可以应用于室内场景重建中。     

Ski jump trajectory with consideration of air resistance

In the case of the ski-jump type energy dissipation,the jet trajectory will be greatly affected by the air entrainment and the air resistance.It is necessary to consider those factors when estimating the trajectory of the jet flow.In this work,the effect of the air resistance on the jet trajectory is theoretically and experimentally investigated.A comprehensive resistance coefficient is proposed.To determine this coefficient,experiments of five models are conducted with the circular-shaped flip bucket placed at the point of the takeoff of ski jumps.It is shown that,this coefficient of the lower jet trajectory is only related to the approach flow Froude number,while that of the upper jet trajectory is dominated by both this Froude number and the deflection angle.Furthermore,the present methodology is validated by experimental data in this work and the maximum errors are not larger than 3.2%and 8.6%for the lower and upper jet trajectories,respectively.     

A Saturating Extension of an Output Feedback Controller for Internally Damped Euler‐Lagrange Systems

In this research, a novel extension of the passivity‐based output feedback trajectory tracking controller is developed for internally damped Euler‐Lagrange systems with input saturation. Compared with the previous output feedback controllers, this new design of a combined adaptive controller‐observer system will reduce the risk of actuator saturation effectively via generalized saturation functions. Semi‐global uniform ultimate boundedness stability of the tracking errors and state estimation errors is guaranteed by Lyapunov stability analysis. An application of the proposed saturated output feedback controller is the stabilization of a nonholonomic wheeled mobile robot with saturated actuators towards desired trajectories. Simulation results are provided to illustrate the efficiency of the proposed controller in dealing with the actuator saturation.     

基于A*算法的无人机跟踪目标的航迹规划

针对无人机跟踪目标的航迹规划问题,文章提出了一种双评估函数的改进A*算法;首先,根据无人机在跟踪目标时的飞行特点提出了航迹规划策略,并结合无人机的油耗、航迹长短和机动性能等约束条件来设计中间目标点的评估函数和航迹片段的评估函数;之后,采用加权法对A*算法进行改进,以使航迹的优化与时间耗费之间找到平衡点;同时,改进在Open表中插入与删除节点的方式,提高计算效率;最后,通过对跟踪航迹的仿真,表明该算法可以快速、有效地为无人机在跟踪目标时规划出优化的航迹.     

中型水库挑流消能工原型试验与验证

采用挑流消能工,在我省大中型水库泄洪消能中已被广泛应用,实践证明效果良好。多年来,我们对省十余水库工程中的泄洪洞挑流消能工程进行了原型观测及室内模型试验。本文拟以海龙水库泄洪模型试验为例,对软基挑流消能问题做分析讨论,愿与同行交流,以求共勉。     

某杀伤弹与某子母弹弹道一致性设计

为进行某杀伤弹与某子母弹弹道一致性设计,通过FLUENT对弹丸外流场进行数值仿真,获取相关的气动力参数.用仿真结果进行阻力特性分析和射程估算,根据分析结果进行设计方案调整并进行试验验证,结果表明调整方案满足设计要求,说明采用数值仿真方法设计弹丸气动外形是有效、可行的.