基于ARM自主避障机器鱼设计

研究设计了基于ARM芯片和LINUX嵌入式系统具有自主避障功能的机器鱼。首先搭建了基于ARM芯片的硬件平台．然后对图像采集、图像显示和红外测距进行实现。通过红外传感器实现机器鱼的自主避障的功能。实验表明基于该方案设计的机器鱼能流畅地进行实时自主避障与图像显示。可以作为后续机器鱼的自主视觉功能开发的基础,提高了机器鱼的智能度。     

水中机器鱼的实现及应用

本文在2016年西北民族大学国家级大学生创新创业训练计划项目背景下,制作一个自主研发的具有创新设计的水中机器鱼系统。设计目的:随着科学技术的发展对各种资源的开发力度逐年加强,保护海洋资源,为持续发展提供足够保障,仿真类机器人是在既不破坏自然环境和谐,又能够协助人类观察和监控自然的有效方式。本文讨论的水中机器鱼为水下探索提供一个平台,有效实现各类水下传感器的灵活安装拆卸,使其在一个稳定的系统上运行。鱼体采用鲹科模式,灵动性和高效性较好,主要包括K60芯片的控制核心、电源管理单元、舵机控制单元、传感器、串口通信模块等。     

自主式水下航行器试验平台的设计

为水下探测提供试验平台,设计了一台自主式水下航行器(AUV)。该航行器可被应用于海洋资源调查、港口安防、水产养殖、地貌观测等诸多方面。它可利用自身搭载的声呐、AHRS等传感器,实现水下自主航行、避障;并通过导航算法,实时地规划最优路径,完成水下地貌观测、资源探测。同时它也具备在水下未知环境,构建地图能力。     

小型智能机器鱼系统研究与设计

文中研究并设计了小型智能机器鱼系统,该系统作为监测终端可实现水下寻迹与避障,系统利用MPU6050获取姿态信息并构建闭环控制保持机器鱼平衡,采用AJ-SR04M超声波传感器进行测距,GPS/BDS双模定位模块对探测到的水下目标进行定位,利用GSM/GPRS无线传输技术将获取的信息发送至监控手机App端。文中研究并给出了系统的软硬件详细设计,对机器鱼运动控制算法进行了仿真,系统实验测试结果表明:该系统可实现对水下目标的探测与测量数据的传输,并具有自动避障等功能,研究结果具有一定的实用价值。     

仿生机器鱼三维避障仿真系统的研究与实现

为了降低研究实体机器鱼在探查高原湖泊过程中所造成的损害及成本,利用Visual C++开发环境和OpenGL图形库设计和实现了仿生机器鱼的三维避障仿真系统。该系统可以使用户直观感知机器鱼的实时运动状态,用户不仅可以控制机器鱼的起始、目标位置和起始角度而且可以从不同角度监测机器鱼的当前位置和避障路径。仿真结果表明该系统能够逼真地显示机器鱼在场景中的运动情况。     

基于ZigBee的多机器鱼控制方案

ZigBee技术具有低成本、低功耗、低传输速率等特点。基于ZigBee技术的多机器鱼控制方案采用CC1110实现了多机之间的协作与通信,可满足一定范围数据采集及处理要求。仿生机器鱼的研究已成为目前机器人研究领域的热点。仿生机器鱼在水中运输、水下搜救、军事侦察以及海底资源勘探等极为复杂的水下环境有着广泛的应用前景。就目前的机器鱼技术水平而言,单机器鱼在信息的获取、     

基于AVR和51单片机的机器鱼语音控制系统设计与实现

为了实现人和机器鱼之间的交流,提出一种基于AVR和51单片机语音控制识别系统设计。在理论分析和实验观察基础上,设计了51单片机主控M-LD3320语音识别模块的语音识别系统,以及AVR主控鱼体产生鱼体波的动力系统。语音识别系统识别到语音,就通过WAP200B无线通讯模块将命令传送给鱼体的动力系统,AVR再根据命令产生相应的鱼体波。实验结果表明,该方案可以实现语音控制机器鱼。     

基于CCD的火灾探测智能车设计

本文以建筑环境检测为研究对象,设计了以STC12C5A60S2单片机为系统控制处理器的对建筑内环境进行自主循环检测的智能模型车,研究了传感器、探测器在建筑环境检测中的应用,实现了智能车的自主调速、避障的功能以及建筑环境的火灾情况检测、显示、报警,工作人员通过CCD传感器采集到的视频图像实时监测检测情况并进行智能车自动/手动选择以及相应情况的处理。     

水下高重频激光测距系统设计与实现

高重频水下激光测量系统可实现对水下小目标高精度探测,是实现海底地形地貌测绘、无人潜航器避障的基础。为实现对水下渔网、三角锥等弱小目标的高精度探测,设计了一款小体积、高精度的高重频水下激光测距软硬件系统。通过对APD的实时信号响应能力、光谱灵敏度等重要性能参数的研究,设计并实现了基于SAE500VSM光电探测器的高增益激光接收硬件电路。开展了水下不同距离的激光测距探测实验,结果表明,高重频激光测距系统能够对水中小目标进行有效探测,探测精度为15cm。     

一种AUV自主导航系统的设计

实现自主导航是AUV发展与应用需要解决的关键技术之一,针对这个问题设计了一种基于同步定位与地图创建的自主式水下导航系统,使用扩展卡尔曼滤波作为滤波框架,对系统状态模型、系统观测模型、数据关联、状态估计过程以及新特征加入等问题进行了讨论。该系统相比惯性导航系统精度显著提高,同时能够获得精确可靠的环境地图,为实现AUV自主导航提供了一种有效途径。     

水下自主航行器的横滚抑制控制系统设计

水下自主航行器受到扰动影响容易产生横滚,为了提高水下航行器的稳定性,提出一种基于横滚抑制的水下自主航行器控制系统设计方法。系统设计主要包括了控制算法设计和系统的硬件模块化设计,采用鲁棒性PID控制算法进行控制律设计,构建静态神经元控制时滞闭环系统,采用严格反馈抑制方法进行横滚抑制,在程序加载电路中进行控制算法加载。硬件设计主要包括航行姿态的A/D采样电路、控制信息处理器、伺服机构和控制输出电路等。最后进行系统调试和仿真分析,结果表明,采用该控制系统能有效抑制水下自主航行器的横滚,进行姿态修正,提高航行稳定性。     

基于极限学习机的仿真机器鱼动作策略

针对URWPGSim2D仿真平台,为实现机器鱼快速、准确的调整,本文将机器鱼的状态定义为"调整"和"推球",并提出基于极限学习机的动作决策模型,利用此模型自主选择相应的动作策略。动作决策模型根据当前时刻周围的环境信息,利用极限学习机确定机器鱼的状态,自主选择当前时刻的最优击球点,并确定机器鱼速度和角速度档位的最优组合。经URWPGSim2D仿真平台验证结果表明:机器鱼可根据策略调整路径,选择合适的动作策略,以更少的时间代价完成比赛。这说明基于极限学习机的动作决策策略能充分考虑机器鱼和水球的实时信息,在不同情况下选择不同的策略,具有很强的适应能力,满足仿真机器鱼对于动作决策的要求。     

基于MOOS的AUV的数据采集和监控系统

随着海洋事业的发展,对海洋的探测和开发工作提出了更高要求。自主式水下机器人能很好的适应水下复杂的环境,通过自主导航定位,路径规划来完成相应的工作。为实现水下机器人稳定可靠的数据采集工作,采用以MOOS为平台的分布式设计方法,提高了数据采集系统的精度和效率,从而提高了AUV导航定位的准确性和可靠性。     

挺进深蓝:从单体仿生到群体智能

近年来,群体智能作为一项多学科融合的新技术在各领域的研究成果斐然,例如共享出行、蜂群无人机系统、水下多智能体平台等,但与水下场景结合的群体智能技术缺乏系统的归纳,有必要对水下群体智能技术的发展现状和趋势进行讨论和分析.本文对群体智能理论进行了详尽的分析,给出了群体智能的完整概念、具体算法以及应用领域.文中指出,为解决海洋复杂环境对探测、通信等造成的一系列困难,需要将群体智能技术应用于水下场景.本文就国内外水下群体智能技术的研究现状进行了总结,对水下群体智能存在的环境复杂、通信受限、信息获取困难、系统能力不足以及能量供应受限的难点进行了评述.针对这些难点,本文对结合群体智能理论的时变环境感知技术、传感网络设计、协同导航定位技术、路径规划技术、水下编队控制以及分布式自主决策技术进行了分析,并在文末给出水下群体智能技术未来在跨域通信、多平台异构、自主作业能力革新方面的发展趋势和展望.     

基于OpenCV的仿生机器鱼视觉系统的分析与研究

带有视觉系统的水中仿生机器鱼需要能够采集水中环境的图片,并进行对应的任务处理。通过仿生机器鱼在水中采集到的图像会出现两个主要的问题：图像退化和图像畸变,该文中给出了对应的图像增强方法和几何形变矫正的方法,同时将图像处理等方法用在水下石油管道漏油点检测的模拟实验中,仿生机器鱼可以在水池中的白色石油管道上找到漏油点并发出警报。     

水下机器人自主优化控制方法浅析

水下机器人的自主控制系统是机器人研究领域的热点,无人水下航行器决策能力的大小也可以用自主能力来表示,因此,自主能力是无人系统最基本、最重要的标志.本文从自主行为的建立方面入手,研究水下机器人在航行中的自主控制方法.     

基于双目的物流无人机定点避障系统

文章针对四旋翼物流无人机在低空复杂环境下,由于环境遮挡,无法依赖GPS与光流实现安全精准定位悬停等问题,做出了相对应的设计。以四轴旋翼无人机为平台,使用树莓派4B为机载视觉处理平台处理英特尔追踪实感摄像头T265的位置和速度信息,使用内置V-SLAM算法,实现四旋翼无人机的高精度定点悬停,实现了无人机在无GPS环境下按照轨迹精确定位网格飞行。并且基于t265的双目摄像头可计算出深度图像数据,实现四旋翼无人机的简单避障功能。最终测试表明:无人机能够实现室内等无GPS环境下的自主精准飞行,以及可以在无人为干扰的情况下实现避障飞行。并且实现无人机的一键起飞,精确悬停等功能。     

基于SPCE061A的智能轮椅避障控制系统的设计

应用超声波传感器多路测距技术和凌阳大学的61单片机技术实现了普通轮椅各个方向上的自主避障,介绍了该避障系统的多路测距模块,电机驱动模块、电源模块,给出了超声避障测距与控制程序,并进行了轮椅自主避障及相关实验,通过实验发现基于SPCE061A的智能轮椅自主避障控制系统结构简单,性价比高,易于功能扩展和移植,具有广阔的应用前景.     

条纹管激光成像雷达水下探测成像研究进展

条纹管激光成像雷达是一种新型的闪光式激光雷达,具有大视场、高分辨率及高探测灵敏度等特性.可直接给出目标的四维像(三维几何距离像+一维强度像),是目前激光水下三维成像的主要技术之一.自主研制了一套单狭缝条纹管激光成像雷达,可实现对远距离目标成像和系统集成.在水质较浑浊的黄海海域,利用此雷迭首先完成了若干水下目标探测实验,获得不同深度及不同表面材质的目标条纹像,最大探测深度为5 m;其次完成了海表面波成像实验,获得重构后的海表面波四维像,可清晰辨别海面粗糙度及波高变化.实验结果表明:条纹管激光成像雷达在水下探测、避障及海洋波谱分析等方面有较好的应用前景.     

基于激光雷达和SLAM的自主行驶小车设计

结合ROS平台、激光雷达和SLAM技术设计出拥有自主移动能力的行驶小车。首先搭建硬件开发平台,配置ROS下的一系列开源功能包,实现路径规划、自主行驶和避障功能。软件部分通过激光雷达的功能包获取周围的环境信息,进行SLAM地图创建,通过导航功能包进行全局路径规划和局部路径规划,小车行驶过程中结合AMCL功能包对移动过程中产生的误差进行修正,小车能够实现自主行驶。