基于人工势场与细胞自动机的移动机器人路径规划算法

提出了一种基于细胞自动机（Cellular Automata,CA）和人工势场的全向移动机器人路径规划算法,并通过一个4层的细胞自动机模型实现了该算法。通过构造扩张的障碍占位网格地图可在规划算法中将机器人简化为一个点,然后通过建立数值化的障碍人工势场图来考虑障碍物的局部影响,并使用CA模型得到距离传播图,最后通过搜索势场超曲面的最小值获得从起始点到目标点的最优无碰撞路径。仿真结果表明,提出的算法可以获得最优无碰撞路径,最优路径足够光滑且与障碍有较大的安全距离,便于全向移动机器人跟踪。     

基于直方图滤波的浅海声源测距算法研究

针对浅海移动声源的测距,提出了基于直方图滤波的水下测距算法.该算法以声传播过程中传播损失和目标运动参数以及接收信号作为先验知识,对声源位置函数形成的状态向量进行更新,从而实现浅海声源的测距,并用SwellEx-96实测海试数据库进行了算法的实验验证.结果表明:对移动声源的测距深度误差较小,而探测的水平距离在10 km范...     

一种机器人路径规划算法的研究

路径规划算法是室内移动机器人应用中最重要的算法之一.根据室内移动机器人在动静态环境下实时避障规划出一条最优路径的要求,设计一种新的路径规划算法.通过删除冗余点并平滑路径的方式对A*算法进行改进,又将其与TEB算法相结合,实现从指定起始点到指定目标点的路径选择及移动.实验结果表明,利用该算法可得到耗时短、平滑的路径,实时...     

一种实用机器人路径规划方法的改进

针对一种基于蚂蚁觅食行为的移动机器人路径二次优化方法,指出其要求路径点的调整点足够多和容易陷入局部最优点的局限,说明该局限在实现上相对应的要求是传感器精度、机器人惯性和行走机构与地面的摩擦力,最后采用总路程长度作为优化目标函数并增加等分点对原方法改进.     

支持多故障定位的探测站点部署方法

基于矩阵向量扩张的性质,研究了主动探测的故障定位方法. 提出一种支持多故障定位的探
测站点部署方法. 通过该方法在网络中部署探测站点对网络进行主动探测,能以较小的代
价尽早定位网络中的故障. 实验证明,该方法可以有效减少探测站点的数目,并且从探测站
点发出的最优探测集合可以对多故障进行定位.     

基于空-频域特性的飞机尾流检测前跟踪方法

与常规点目标相比,尾流跨越多个角度和多普勒分辨单元,常规检测方法不能充分利用其空-频域特性,因此很难实现较远距离上的尾流探测.基于尾流的多普勒扩展特性和空间线状分布特性,提出了一种基于幅度和位置量测的检测前跟踪(TBD)方法.仿真结果表明,该方法能够通过频域低门限预处理实现高检测概率,通过空间积累降低虚警概率;通过增加辅助信号处理通道,能够增大尾流的探测距离.     

分布式声源定位算法实现

为了提高声源目标在三维定位中的精度,建立声源定位三维仿真模型,通过测量声源到各传感器之间的到达时间差,计算出声源到达各传感器的距离差.以泰勒级数展开算法为核心,估计出声源的三维坐标,通过Matlab对均方根误差、声源坐标的估计进行仿真,通过VC＋＋与Matlab进行混合编程实现声源定位仿真系统,实现传感器坐标的串口的实时采集.仿真结果表明所提出的算法具有较高的定位精度,估计位置与声源实际位置偏差不超过3 m.     

移动机器人智能导航系统的研究与设计

智能导航系统能完成机器人自主路径规划、行为控制及执行多种任务.结合人类的经验及模糊控制理论对四轮移动机器人进行了智能导航的研究.机器人采用超声波探测的方法,用12个超声波传感器感知机器人前方180°范围内障碍物的距离和方向信息.利用模糊控制决策理论实现对机器人智能导航的控制,通过在机器人上的应用验证了该导航系统的可行性和有效性.     

移动机器人路径规划蚁群算法及其收敛性分析

移动机器人的路径规划是按照某一性能指标搜索一条从起点到目标点的最优或次最优的无碰撞路径.将蚁群算法用于移动机器人的路径规划,阐述了移动机器人路径规划蚁群算法的基本原理,指出蚁群算法的迭代过程是马尔科夫过程,分析了蚁群算法的收敛性,提出了改善蚁群算法收敛性的途径.仿真结果表明:该算法能够在较短的时间内规划出较优的路径,且该算法有效可行.     

基于DGSOM_A*的移动机器人地图创建和路径规划

针对移动机器人未知环境路径规划问题,基于动态自组织特征映射网络提出了一种自组织网络动态生成A*的算法(dynamic growing self-organizing map with A*,DGSOM_A*),并将其应用于移动机器人地图创建和路径规划.该方法利用Mobotsim二维仿真软件构造了环境模型,机器人通过无碰自由巡航获取环境信息,然后把上一步得到的环境信息作为DGSOM_A*算法样本通过SOM神经元自主生长进行地图创建,生成以少数SOM图神经元分布描述环境特征信息的拓扑地图,最后完成起始点到目标点的导航任务.实验结果表明,相比传统的SOM算法,基于DGSOM_A*算法机器人能有效地通过对环境地图的绘制熟悉复杂环境并能实现最优路径选取.     

基于GIS地图的移动机器人路径规划

针对移动机器人路径规划实现条件的限制,提出基于GIS（geographicinformationsystem）地图的移动机器人路径规划．该方法应用改进A’算法,较好地实现了移动机器人的最优路径规划．在任意给定的地图中,只要确定了机器人的起点和终点,就可以找到该机器人在实际工作环境中符合需求的路径规划轨迹．应用VC＋＋编程进行实验,证明了该方法的有效性．     

改进人工势场法的移动机器人路径规划

针对传统人工势场法应用于移动机器人路径规划存在的缺陷,建立了改进的人工势场模型:使用势场强度代替力矢量进行路径规划;在障碍物的斥力势场中添加系数项,解决障碍物与目标点过近导致的目标不可达问题;考虑移动障碍物速度与机器人速度的影响,将速度信息引入到势场函数中;引入"填平势场"引导机器人走出局部极小点.在改进人工势场模型基...     

基于Kinect传感器的机器人室内环境检测方法

针对移动机器人室内环境检测问题,提出了一种基于Kinect传感器的目标物体检测方法.利用Kinect传感器采集的视频图像和深度数据来实现对机器人工作环境中已知特征目标物体和完全未知目标物体的检测及定位.对于已知特征目标通过颜色特征分析来完成检测,而对于完全未知的物体则通过深度地面消除算法和提取深度图像的轮廓来进行检测.利用传感器成像模型对检测出的目标区域进行三维空间定位,从而获取目标物相对于机器人的空间位置信息.基于移动机器人平台进行实验,结果表明,该方法能够有效地实现室内环境信息的检测及定位.     

Alternate Location Method of a Robot Team in Unknown Environment

The alternate location method of a robot team is proposed.Three of the robots are kept still as beacon robots,not always the same ones,while the others are regarded as mobile robots.The mobile robots alternatively measure the distance between one of them and three beacon robots with ultrasonic measurement module.The distance data are combined with its dead-reckoning information using iterated extended Kalman filter(IEKF)to realize the optimal estimate of its position.According to the condition the future beacon robots' positions should be desired ones,the target function and the nonlinear constrain equations are set up which are used by nonlinear optimization algorithm to estimate the position of the future beacon robots.By alternately changing the robots' roles as active beacon,the alternate location in unknown environment can be realized.Process and result of the simulation test are given and the position estimation error is within±10 mm,which proves the validity of this method.     

Multi-robot task allocation for exploration

The problem of allocating a number of exploration tasks to a team of mobile robots in dynamic environments was studied. The team mission is to visit several distributed targets. The path cost of target is proportional to the distance that a robot has to move to visit the target. The team objective is to minimize the average path cost of target over all targets. Finding an optimal allocation is strongly NP-hard. The proposed algorithm can produce a near-optimal solution to it. The allocation can be cast in terms of a multi-round single-item auction by which robots bid on targets. In each auction round, one target is assigned to a robot that produces the lowest path cost of the target. The allocated targets form a forest where each tree corresponds a robot＇s exploring targets set. Each robot constructs an exploring path through depth-first search in its target tree. The time complexity of the proposed algorithm is polynomial. Simulation experiments show that the allocating method is valid.     

配置机械手的轮式移动机器人目标物体跟踪与抓取

针对配置机械手的室内轮式移动机器人目标物体识别、跟踪和抓取问题,采用一种目标物体识别和机器人定位的方法,利用一种基于模糊控制的轮式移动机器人视觉伺服跟踪控制的方法。针对机器人目标识别跟踪及抓取过程中受环境条件变化的影响,采用HSI颜色模型和基于阈值的区域分割的图像处理方法可以完成目标颜色物体的快速准确识别。基于云台摄像机角度信息的机器人小车目标定位方法和模糊控制理论,设计了模糊跟踪控制器,使机器人输出合适的线速度和角速度,能够实现机器人目标跟踪,使移动机器人趋近目标物体位置,并完成机械手目标物体抓取任务。仿真和实时实验结果表明：所设计的系统具有良好的目标物体识别、跟踪和准确抓取目标的能力。     

基于传声器阵列的机器人声源定位系统

随着计算机技术和信号处理技术的发展,各种具有特殊功能的机器人应用到人们的生产生活中。听觉系统可以弥补机器人视觉系统存在的不足,使机器人在黑暗或有障碍物遮挡的环境中,利用声音信息感知环境中存在的目标,并对其定位,辅助机器人工作,尤其在灾难现场搜救、军事等领域,声源定位系统具有独特的优势。针对机器人声源定位系统进行研究,设计了基于传声器阵列的机器人声源定位系统,采用平面四元传声阵列,利用广义互相关算法,实现对声源的定位,具有较高的实用价值。     

基于模糊控制的移动机器人路径跟踪

建立了履带式移动机器人的数学模型.模仿人工驾驶过程中的预瞄行为,提出了一种移动机器人路径跟踪的模糊控制方法.用距离误差和预瞄角度误差作为控制量建立角速度控制器,实现对匀速行驶移动机器人的路径跟踪控制.LabVIEW仿真结果表明,提出的模糊控制方法能够保证移动机器人快速、准确的沿规划路径行驶,具有良好的鲁棒性.