动态场景下基于视差空间的立体视觉里程计

针对实际的复杂动态场景,提出了一种基于视差空间的立体视觉里程计方法.利用SIFT特征点的尺度和旋转不变性及一些合理的约束条件,实现左、右图像对和连续帧间的特征点匹配和跟踪.通过结合了RANSAC的最小二乘估计滤除运动物体上的干扰特征点,得到较为准确的运动参数的初始值,在视差空间中推导出视觉里程估计的数学模型,通过最小化误差函数得到最终运动估计.实验结果表明,该算法在室内外存在运动物体的复杂动态场景中都具有较传统方法更高的精度.     

基于系统参数辨识汽车动态称重的技术应用的探讨

针对目前在静态称重基础上改进形成的动态汽车衡存在的整体车辆称重的局限性以及测量信号处理受到众多因素干扰的状况,提出了合理适用的动态称重平台思想,选用合适的滤除干扰的数据处理方法,以此为基础设计了一种动态计量实验装置.并对测试数据进行了分析.     

路由器性能测量的指标体系与系统结构

提出了一种针对路由器实时性能评估的动态指标体系和若干动态性能指标定义,介绍了相应的测量方法和测量体系结构.与传统的静态性能指标相比,该动态指标体系能够更好地反应路由器在不同网络流量负载情况下的性能表现和服务能力,相应的测量方法能够在骨干网络环境中低成本部署和应用,在较小测量范围内实现对路由器整体性能的测量和评估.     

基于改进解释树的三维物体分类

为了实现对未知三维物体的分类,提出了一种基于改进解释树的三维物体分类方法,将未知物体分到一组预先定义的物体类中.在该方法中,提出了一组新的、完善的三维物体形状特征及对应的约束,定义了有效的解释树约束搜索规则,能快速得到待分类物体和三维模型之间的匹配关系;设计了形状相似性度量计算算法,得到待分类物体与三维模型之间的形状相似度.该分类方法能实现多种类型的匹配计算,得到具有模型形状相似度排序的分类结果和未知物体所属的类别.大量的实验结果充分表明了该三维物体分类方法的良好性能.     

微波暗室中基于开关切换的动态干扰仿真方法

为了准确实时复现航空通信系统数据链路中复杂电磁空间环境,本文进行了动态干扰仿真．在静态暗室中设计一种能模拟真实飞行过程抗干扰的半实物仿真系统,并分析了航空通信系统数据链路的特性.在微波暗室中复现动态干扰时,通过微波仪表的控制实现电磁空间环境动态干扰的映射构建．采用参数化模型表征技术实时建立相应的动态干扰模型,并利用最小均方值方法设计出与其匹配的干扰切换的输出算法,利用动静结合的方法仿真实现了微波暗室中通过静态喇叭模拟动态干扰模拟功能.验证结果表明,采用本文的方法能够逼真的反映飞行器在真实环境下所受动态干扰的影响,该仿真系统的研究对提高航空通信系统数据链路的抗干扰性能具有参考意义．     

一种静态环境下的空间索引结构

R树作为目前最流行的动态空间数据索引结构,被广泛应用于原型研究和商用空间数据库系统中.R树的变体很多,但大多数应用于动态环境下,对于静态空间数据环境(指不更新或更新少的空间数据),R树及其变体虽然适用,但效率不高.本文在已有空间数据索引结构的基础上,根据静态空间数据的特点,提出一种新的适用于该环境的空间索引结构,该方法可减少I/O访问次数,提高空间查询效率.     

软件故障定位报告质量评估方法

通过对基于静态程序依赖图的软件故障定位报告质量评估方法的分析,指出由于其评分缺乏对程序运行时动态特征的描述,而影响评分质量,提出一种新的改进方法.该方法利用描述程序运行的特征谓词信息和基于失败运行测试用例的程序运行轨迹,将动态特征融入到静态程序依赖图中,构造动态程序依赖图,在此基础上运用基于广度优先搜索算法,得到能够更加真实反映在查错过程中需要排查的程序语句集合.结合软件故障定位模型的实证分析表明,该方法能够有效提高评估质量,促进定位模型的改进.     

Fanbeam激光监测装置

苏格兰测量仪器公司新近开发出一套高精度定位和跟踪的Fanbeam激光监测装置。该装置由激光扫描头、自动转向机构和内置式扫描软件控制单元组成，可对船舶、静态和半静态抛锚物体进行准确定位和跟踪。     

基于半监督学习方法的软件故障定位研究

故障定位是软件工程中最为耗时和昂贵的活动之一,为降低软件故障定位的成本及提高故障定位的效率,机器学习方法被广泛应用于自动化软件故障定位中。传统的监督学习方法需要获取大量标记样本,这在实际项目中相当困难,且费用高昂。针对这一问题,提出采用半监督学习方法进行软件故障定位的思想,故障定位基于语句级别,通过应用程序中可执行语句与测试用例执行之间动态属性、以及传统软件故障定位中较有效的若干静态属性实现协同训练目的,得到训练良好的分类器,然后用该分类器对程序其余语句进行分类,从而得到故障语句。文章最后在Siemens Suite数据集中对算法进行验证,通过与传统监督学习算法进行对比,证明半监督学习算法在软件故障定位中的有效性。     

DSP上实现的卡尔曼滤波器

本文提出了跟踪运动物体的卡尔曼滤波器的完整设计过程.滤波器是在TMS320数字信号处理器(DSP)上实现的,和模拟结果比较,分析了滤波器的精度及量化误差的影响.尽管该滤波器是专用DSP构造的,但设计方法也适用于其它类型的DSP.该滤波器可以用来滤除运动物体位置测量信号中的噪声.对一个二维运动物体,单字长精度的滤波器带宽可达1.68kHz.     

基于RTM的自主服务机器人智能化分散控制

为提高智能服务机器人的服务质量及智能化水平,基于机器人技术中间件(robot technology middleware,RTM),对室内环境下的机器人定点物体传送任务及其相关技术进行了深入研究.首先,为了提高系统的稳定性及开发效率,建立功能模块集,并结合模糊树图与DS(Dempster-Shafer)证据理论实现模块的粒度划分;对于机器人定点物体传送过程中所面临的即时定位与地图创建问题,采用Rao-Blackwellized粒子滤波算法完成底层栅格地图的创建,进而构造动态精简式混合地图,并利用记忆循迹规则实现机器人定点导航;通过改进的显著性区域提取算法实现对空间物体坐标的提取,并利用智能机械臂平台完成对物体的抓取及传送任务.以机器人移动平台和UR5机械臂为基础对设计系统进行实际测试,结果验证了所提分散控制方法的有效性和可行性.     

基于分层混合信息的移动机器人复合地图创建

为提高智能服务机器人的服务质量及智能化水平,基于机器人技术中间件（robot technology middleware,RTM）,对室内环境下的机器人定点物体传送任务及其相关技术进行了深入研究.首先,为了提高系统的稳定性及开发效率,建立功能模块集,并结合模糊树图与DS（Dempster-Shafer）证据理论实现模块的粒度划分;对于机器人定点物体传送过程中所面临的即时定位与地图创建问题,采用Rao-Blackwellized粒子滤波算法完成底层栅格地图的创建,进而构造动态精简式混合地图,并利用记忆循迹规则实现机器人定点导航;通过改进的显著性区域提取算法实现对空间物体坐标的提取,并利用智能机械臂平台完成对物体的抓取及传送任务.以机器人移动平台和UR5机械臂为基础对设计系统进行实际测试,结果验证了所提分散控制方法的有效性和可行性.

     

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.     

SLAM仿真系统在智能移动机器人中的应用研究

为实现机器人的自主导航,采用了SLAM三层结构的仿真模型,通过对产生环境地图和实体对象程序的设计,并采用面向对象的设计方法,模拟了一种基于MATLAB的SLAM仿真系统,借助于对内部和外部传感器的数据采集文件的模拟应用,同时完成了机器人的定位和环境地图的构建。     

微型无人机视觉定位与环境建模研究

同步定位与环境建模（SLAM）是实现无人机自主飞行和智能导航的关键技术。该文提出了适用于微型无人机的视觉定位与环境建模方法,针对RGB-D传感器使用point-plane ICP点云匹配算法实现视觉自主定位,利用并行计算加速以满足无人机控制的实时性要求;采用TSDF算法融合多帧观测的点云数据,实现了无人机对未知目标环境区域的模型重建;将视觉SLAM系统与无人机载IMU传感器融合,进一步提升了自主定位和建模精度。实际搭建了微型无人机视觉与环境建模验证系统,室内环境下可以达到0.092 m的定位偏差和60 Hz的更新速率,满足了无人机控制的精度和实时性要求,验证了该方法的有效性。     

一种基于高效边界探索的机器人自主建图方法

针对目前自主移动机器人对室内未知环境的自主探索建图效率低、通用性差以及由于探索区域狭窄导致地图构建不完整的问题,提出一种基于曲线拟合和目标探索点邻域规划的边界探索自主建图方法。该方法对已构建的初始地图边界以曲线拟合方式筛选安全目标探索区,并针对机器人不可达目标探索区,采取滑动窗口邻域规划方法建立新目标探索点,引导机器人自主导航至该目标探索点,同时利用同步定位与建图技术,完成机器人对未知环境的自主探索和构图。实验表明,与现有方法比较,本方法能够以较少的探索次数、更短的探索路径和更高的探索效率完成对未知室内复杂场景的自主探索建图。     

变电站故障预警巡检机器人自主运动规划

针对当前变电站巡检无人化的场景需求,结合变电站的内部环境特征、巡检机器人运动学与动力学模型,提出智能巡检机器人自主运动规划方法与故障诊断方法.为克服传统蒙特卡洛算法中机器人绑架和粒子数固定问题,提出自适应蒙特卡洛定位算法,对巡检机器人位置实时定位,并与故障阈值的异常温度检测与报警算法相结合.通过真实场景下的路径规划与多种电力器件温度监测实验,证明了提出的方法能有效规划最优巡检路径与温度巡检任务.     

轮式移动机器人FastSLAM算法研究

移动机器人在复杂未知环境中精确定位并对周围环境进行地图构建有助于机器人对环境的准确理解,是机器人进一步完成各种复杂智能任务如路径规划和避障等的关键和前提.通过对移动机器人未知环境中定位和地图创建问题进行讨论,设计了一种构建2D可视化路标特征地图的方案,该方案结合单目视觉传感器和里程计的鲁棒感知模型,建立包含世界坐标系下...     

移动机器人路径设计与定位计算

为解决机器人自主导航中的同时定位与地图构建问题,提出采用SLAM系统实现机器人在一个未知环境和位置开始,通过环境观测,递增地构建环境地图,并同时运用环境地图实现机器人定位的解决方案.仿真实验证明了所建立的SLAM系统是一种切实可行的导航方法,为提高移动机器人自主性和智能化提供了一条新的技术途径.     

家庭陪护机器人自主充电系统研究与设计

针对家庭陪护机器人电池容量有限,工作环不连续的问题,设计一种基于机器人操作系统(robot operating system, ROS)的家庭陪护机器人自主充电分级对接系统。采用卡尔曼滤波算法将编码器数据和惯性测量单元(inertial measurement unit, IMU)数据进行融合,同时结合激光雷达数据并基于Rao-Blackwellized粒子滤波即时定位与构图(simultaneous localization and mapping, SLAM)算法构建环境二维栅格地图;采用A^*算法和动态窗口(dynamic window approach, DWA)算法进行全局路径规划和局部路径规划,使机器人行驶至充电站附近或所在房间;采用基于双重优先级的红外导航对接算法引导机器人驶向充电站,完成与充电站的精确对接。试验结果表明,该系统有效地解决了传统方法中充电距离有限的问题,并且具有较高的对接效率、成功率、准确度和环境普适性,完全满足家庭陪护机器人的充电需求,具有较好的应用价值。