基于模糊自适应Kalman滤波的GPS/DR数据融合

针对标准Kalman滤波器对系统模型依赖性强、鲁棒性差,而GPS/DR系统的准确数学模型难以建立的问题,提出了一种模糊自适应联邦卡尔曼滤波器(FAFKF).首先通过模糊自适应滤波控制器监控观测量的残差理论值和实际值,并通过实时增强它们的一致性来调整各子系统观测噪声方差阵,使之更符合真实的模型,有效提高了Kalman滤波器对模型变化的适应能力.然后通过模糊自适应信息融合控制器对各子系统可信度进行模糊评判,并根据可信度自适应地计算信息分配系数来实现数据的融合.理论分析和实验数据表明该滤波器在滤波精度、容错性能上都有了很大的提高.     

移动机器人运动规划研究综述

机器人运动规划是移动机器人导航的核心技术之一。40多年来，运动规划技术发展迅速，涌现出了许多规划算法，但因为环境描述方式差异巨大，技术差别大，实验比较难度较大。在总结机器人发展史上具有典型意义的规划算法的基础上，提出了路径规划算法的评价标准和形式化描述方式，介绍了每种算法的原理或技术，从搜索策略和环境建模的角度将它们分为四大类，分别是基于自由空间几何构造的规划算法、前向图搜索算法、基于随机采样的运动规划算法以及智能化规划算法，并按照提出的标准比较它们的性能。     

二维典型相关分析在小样本图像识别上的应用

针对传统典型相关分析（Canonical Correlation Analysis,CCA）的图像识别中出现的小样本（Small Sample Size,SSS）问题,提出二维典型相关分析（Two-Dimensional CCA,2DCCA）。首先阐述了2DCCA方法的基本原理并给出了类成员关系矩阵的构造方法,推导出了类成员关系协方差矩阵广义逆的解析解。其次,从理论上证明了2DCCA方法对于解决小样本问题的有效性。最后,利用人脸识别实验来测试该方法的性能,实验结果表明,2DCCA方法有效地解决了图像识别中常见的小样本问题,并且能取得较其他几种基于CCA的人脸识别方法更优的识别结果。     

基于五元組建模的微小型机器人体系结构研究

履带式微小型机器人能够在室内或野外等各种复杂地域环境中工作，可被广泛运用在反恐、排爆、以及对危险环境的探测中。由于便携式微小型机器人具有的体积小，决定了其所具备的计算资源少等特点。提出了一种基于五元组，适用于微小型机器人基于多智能体体系结构的建模方法，实现了履带式微小型智能机器人体系结构系统。最后，通过机器人模拟仿真实验，验证了所实现的系统具有良好的实时性、鲁棒性以及稳定性。     

移动机器人路径规划中的图方法应用综述

近40年中,涌现出很多移动机器人路径规划算法,其中大部分算法将环境信息几何化,转换成图的问题,利用图的方法解决。这些算法可分成三类：具有较好完备性适用于低维姿态空间的几何构造的方法、完备性较差或只具有概率完备但适用高维姿态空间的随机规划方法,以及常用的图搜索算法。对这些算法进行了归纳总结,评价了各算法的性能差异和优缺点。最后,探讨了移动机器人路径规划的发展趋势,给出图方法在路径规划中未来的应用展望。     

基于2维激光测距仪的快速路边检测

为了在光线较差、缺失明显道路标志时,快速准确地检测道路边界,基于最大熵原理,提出了一种利用2D激光测距仪的实时测量数据快速提取路边算法。该算法首先通过对连续有限不同角度观测数据的重新组合,直接构造模糊聚类中心;然后利用最大熵原理求取当前状态的隶属度函数值,同时对测量结果和预测误差进行预测,以便消除传统方法对专家知识或先验信息的依赖;最后根据当前状态与所选连续状态的距离,利用较近状态对预测结果产生较大影响的原理来构造加权因子,并计算模糊预测结果,再利用预测误差对预测结果进行修正,这种预测误差仅由有限几次测量结果决定,而不随时间的推移产生积累。实验结果表明,该方法是有效的。     

利用改进粒子群求解TSP 问题的一种新方法

借鉴蚁群算法中的信息素机制,并利用粒子群算法操作简单、易于实现、计算量小的特点,给出一种 新的求解TSP问题方法。对基本粒子群算法进行了改进,针对多样性下降导致的局部最优问题,设计了一种 自动调节机制。根据群体适应度的差异计算多样性,并在群体多样性下降到一定程度时,随机退化部分适应 值较高的粒子,增强群体的多样性。通过对旅行商问题的对比实验验证了该方法的有效性。     

具有长时延和丢包的网络控制系统的故障检测

研究了具有长时延和数据包丢失的网络控制系统,针对网络控制系统故障检测问题,假设数据包丢失率一定时,根据执行器接收数据包的情况,设计了系统的故障观测器,用建模为异步动态系统进行了稳定性分析,当条件满足时,整个系统是指数稳定的.通过建立的检测模型,研究了系统的故障检测,并进行仿真.当系统发生故障时,观测器残差能够迅速发生跳...     

短时延多包传输网络控制系统的容错控制

研究了存在数据丢失的短时延多包传输网络控制系统在静态调度和动态调度下的控制器设计问题。把未能成功传输数据的传感器节点视为暂时失效,将网络控制系统建模为一类具有时变传感器“故障”的系统。在静态调度策略下,将系统建模为一类具有一定切换规则的周期系统,利用容错控制理论和周期系统理论得到系统稳定性判据;在动态调度策略下,将系统建模为一类具有有限子系统的自主切换系统,利用容错控制理论和切换系统理论给出了系统的稳定性条件。并利用控制器和观测器的协同设计方法给出了系统在静态调度和动态调度下的容错控制律和状态观测器设计方法。数值仿真算例证明了结论的可行性和有效性。     

微小型履带式机器人路径跟踪控制器设计

根据履带式机器人运动学特性与轮式机器人的关系,给出了履带式微小型机器人的路径跟踪控制器,利用Lyapunov稳定判据证明其全局稳定性。在控制器的设计中考虑了履带-地面作用,引入参数对其描述。考虑了左右履带的速度以及加速度限制,以保证跟踪轨迹的平滑。仿真实验与实际实验验证了该方法具有控制精确,全局稳定收敛与简单实用的优点。