.基于人造侧线系统的机器鱼游动模态感知研究

侧线系统是水生物感知周围水环境的重要感知器官。凭借侧线系统优良的感知能力,水生物可以做出合理游动模态来适应周围水环境。目前水下机器人面临着感知周围水环境信息的困难,所以我们提出依据水生物侧线系统的结构特点在机器鱼上设计人造侧线系统。我们这里探讨了箱鲀鱼侧线系统的结构特点和感知原理;介绍了机器鱼的人造侧线系统设计原理;并通过这套人造侧线系统来对机器鱼游动模态进行感知研究。     

基于人工侧线系统的机器鱼游动模态感知研究

针对水下机器人面临着感知周围水环境信息的困难的问题,在自主式机器鱼上设计一种人工侧线系统.首先介绍了自主式机器鱼及其人工侧线系统,其次通过改变中枢模式发生器(central pattern generator,CPG)的运动控制参数决定机器鱼的游动模态,最后通过人工侧线系统得到机器鱼在向前、左转右转和上升下潜时的压强变化.分析结果表明:该套人工侧线系统设计能有效的感知水流信息,为水下机器人提供了一种感知游动模态的新办法.     

基于人工侧线系统的动载体流场感知

为增强水下航行器的导航和感知能力,通过模拟鱼类侧线在水下航行器中搭建人工侧线系统。介绍鱼类 侧线的功能和人工侧线的国内外研究现状,分析侧线管神经丘的生物模型以及 BP 神经网络算法的原理;将实验和 数值模拟方法相结合,分别收集水下航行器在不同流场环境下的静压数据;通过神经网络算法对流场的流速以及来 流角度进行识别。结果表明：BP 神经网络算法可有效识别流场参数,识别率达到 95%以上。     

基于Haar小波变换的水下小型沉底人造目标分割方法

根据水下小型沉底人造目标在傅里叶变换处理中容易丢失原本就很少的细节特征、导致图像分割效果较差的问题,在统计分析图像目标特点的基础上,提出了用Haar小波变换对原始图像数据进行多分辨率处理以尽可能保留人造目标特征,然后在拟合指数型函数确定初始平滑区间的基础上,通过迭代的方式获得二值化阈值,根据图像中干扰物的特点提出了一种统计8邻域灰度信息的干扰抑制方法.利用前面得到的阈值进行二值化分割及一次中值滤波,就可得到较为满意的目标分割结果.     

实现无人机认知导航的视觉环境感知研究进展

介绍了认知理论的相关内容以及无人机认知导航的基本内涵及其国外研究现状。讨论了视觉感知与认知导航的关系,从生物视觉导航机理及其应用角度,梳理了仿生视觉的研究进展。借鉴认知科学思想,从信息认知处理的角度,提出了基于高级视觉感知的认知导航框架,并分析了该方法具有的优势以及需解决的关键问题。     

国外自治水下机器人发展现状综述

从上世纪90年代中期以来, 自主式水下航行器(AUV) 在海洋科学调查以及军事领域得到越来越广泛的应用。本文阐述了现阶段国外AUV的发展现状, 首先介绍了它在水雷搜索、冰下探测以及水下作业中的最新应用, 接着对AUV的能源、水下承压与密封以及控制与导航等技术现状进行了概括。     

水下自主导航机器人系统

在水下机器人被广泛应用的背景下,能够实现水下自主导航的机器人具有极高的应用价值。为了打破水下机器人运行需要人为干预的瓶颈,更好地发挥小型机器人水下的灵活性,设计并制作了一种可自主导航的水下机器人系统。该系统机械上采用Pro/E作为三维造型软件,用快速成型设计并制造了水下机器人的主体;硬件上使用摄像头采集数据,并使用红外测距模块及电子罗盘模块实现定位功能;嵌入式软件层将传感器数据进行采集后,对数据进行相应的图像识别和处理,最终识别障碍物并做出相应动作;同时,数据和视频流可通过无线模块传送到上位机,上位机将数据接收后进行相应显示,并可直接显示视频流,方便调试的同时也可对水下环境进行实时监控。该系统实现了自主的水底避障、探测,以及自行返回出发点的完整功能,对于水下探测活动具有一定的实用价值。     

水下仿鱼推进器的分析

鱼类推进模式分为波动和摆动推进模式,由此产生了仿鱼推进机理及推进技术.仿鱼推进系统设计主要包括诸如载体和推进器(鳍)的结构与形态、鳍的力学特性(惯量和硬度等)、致动机构选择与布置、传感器的选择与布置等问题.     

无人水面艇自主部署自主水下机器人平台技术综述

自主水下机器人(AUV)和无人水面艇(USV)作为组建海底空间站和观测网的重要工具,在近30年间,其相关技术蓬勃发展,逐步由单体控制向多海洋平台协同协作方向发展,其中利用USV自主布放回收AUV成为新的研究热点。综述了基于USV对AUV进行动态部署平台的最新进展;基于系统学观点从拖曳稳定性、拖曳动对接准确性和拖曳对接快速性3个方向来阐述USV部署AUV平台关键技术的研究和应用现状,总结了提高部署平台拖曳稳定性的措施,并对USV自主部署AUV平台的研究方向和研究重点进行了展望。     

军用仿生机器人——人类智慧的战场应用

军用智能机器人技术被军事专家视为未来二十年具有重大军事影响的前沿新兴技术。军用机器人是一种典型的光、机、电一体化系统,它可携带有效载荷,自主或半自主地完成某些特定的军事任务。     

过载自动驾驶仪分析研究

对过载自动驾驶仪的固有特性进行了研究.通过数学推导得出尾舵控制导弹过载自动驾驶仪具有非最小相位特性,仿真结果证明也是如此.过载自动驾驶仪是典型的0型系统,存在稳态误差.稳态误差与导弹速度、加速度反馈回路增益、弹体开环气动增益及舵系统增益有关,而与角速度反馈回路增益无关;主反馈回路可提供一定的相位超前,这有利于设计舵机伺服系统.     

水下机器人定位方法综述

机器人定位是指通过机器人传感系统实时获得其所在的位置和航向信息,是移动机器人完成复杂实际任务的基础。针对水中机器人,介绍了基于水声、基于GPS和基于概率等几种典型的水下定位方法。分别描述了这些方法的实现原理,并分析了它们的特点和存在的问题。最后,展望了该方向今后的发展趋势和应用前景。     

水中机器人带球接力策略

为提高水中机器人带球接力效率,提出一种水中机器人协作策略。分析水中机器人的运动特性,通过采集场地环境信息,对信息进行判断,综合考虑机器人与球所处的位置来选择下一步动作。在确定机器人协作方案的基础上,实现具体的机器人带球接力方法。仿真结果表明：该策略是有效的,能提高水中机器人的运动速率及完成效率,在运动控制上更加灵活。     

基于模糊控制的仿生机器鱼避障算法

在具有复杂性与不确定性的水环境下,针对无法建立精确的水下机器人控制数学模型问题,提出基于模糊控制的仿生机器鱼避障算法。将视线导航原理与模糊控制思想相结合,进行水下机器人路径规划。通过专家经验,设计一个模糊控制器,实时调整水下机器人的运动方向,并通过仿真实验验证该算法的有效性。仿真及实验结果表明：该算法能实时、稳定地提供水下机器人的运动路径,有效躲避障碍物,安全达到目标点。     

防空导弹直接力和气动力复合控制方法

直接力和气动力复合控制是防空导弹对付高速机动目标、兼有反导能力以及发展为动能拦截弹的最现实有效的技术途径。文中对复合控制方法进行了综述,介绍了轨控方式和姿控方式两种典型的复合控制方法,分析了复合控制方法的优越性,并针对姿控式复合控制方法总结分析了其中主要关键技术及当今两种主流的复合控制系统设计方法,最后从工程应用的角度提出复合控制研究中需进一步解决的关键技术问题。     

智能汽车横向控制方法研究综述

智能汽车在提高行驶安全性和减少交通事故方面有很大的优势,已成为世界范围内的研究热点。综述了智能汽车横向控制的国内外发展历程与研究现状;介绍了车辆横向动力学和轮胎力学的研究历程和模型;阐述了智能汽车横向控制理论和方法以及自动转向执行机构的设计;给出智能汽车横向控制研究的重点和发展趋势。通过分析认为,系统非线性、不确定性和时变特性的智能汽车横向动力学建模和横向控制器设计,特别是高速时的横向控制,以及智能车辆感知决策系统与车辆本身系统的一体化设计,将是今后研究的重点。     

水下电场天线横向振动及其诱发电磁噪声研究

横向振动作为水下电场天线在海水随机脉动应力作用下的主要振源,其诱发的电磁噪声在长波通信电磁噪声中占主导作用,直接影响长波通信深度和质量。建立了天线的横向振动模型,导出了天线的随机振动响应,分析了横向振动诱发电磁噪声的产生机理及特性,并给出了电磁噪声的仿真结果及结果分析。研究结果表明：采用平板脉动压力下Bernoulli梁的随机振动模型计算振动诱发电磁噪声是可行且准确的,可以根据横向振动诱发电磁噪声分析结果优化天线结构以减小振动感应噪声。