基于语义建图的室内机器人实时场景分类

针对室内环境下的机器人场景识别问题,重点研究了场景分类策略的自主性、实时性和准确性,提出了一种语义建图方法.映射深度信息构建二维栅格地图,自主规划场景识别路径;基于卷积网络建立场景分类模型,实时识别脱离特定训练;利用贝叶斯框架融合先验知识,修正了错误分类并完成语义建图.实验结果表明:机器人能够进行全局自主探索,实时判断场景类别,并创建满足要求的语义地图.同时,实际路径规划中,机器人可以根据语义信息改善导航行为,验证了方法的可行性.     

机器人室内语义建图中的场所感知方法综述

场所感知问题是机器人语义地图研究的关键问题之一,本文对室内语义地图相关的场所感知方法进行全面综述.首先,根据近年的文献给出场所概念的描述性定义,对研究中涉及的相近术语和概念进行辨析,澄清研究对象和研究主题.然后,根据实现场所感知目标所采用的线索对已有方法进行分类介绍.主要分成3个大类:基于环境布局几何信息的方法、基于环境布局视觉信息的方法、基于用户指导信息的方法,其中各类又根据所用信息特点细分为若干子类.除此之外,将一些特殊研究方法单独归类进行补充说明.阐述各类别方法对场所感知问题的解决思路和工作原理,并指出各种方法特点和局限性.最后,分析了该领域存在的主要问题,并对未来研究方向进行了讨论和展望.     

一种融合IMU的手持旋轴激光雷达定位建图方法

同步定位与建图(Simultaneous Localization and Mapping,SLAM)是移动机器人与智能车辆实现环境感知、实时定位的关键技术。随着科技的不断发展,具有便携、扫描范围广等优势的手持旋轴激光雷达应用愈加广泛。为了解决手持旋轴激光雷达在运行过程中由于旋转引起的特征点稀疏导致定位建图质量差的问题,提出一种改进的SLAM算法。在LIO-SAM算法的基础上计算了一种表征点云强度信息的特征点,在提取几何特征边缘点与平面点时,将周围强度值变化较大的点作为一种新的特征点引入点云匹配。同时,通过实时判断系统是否存在退化风险,从而动态调整滤波数值设置,保证了系统运行的稳定性。实验结果表明,在手持旋轴激光雷达采集的户外场景数据下,经过改进的SLAM算法相比LIO-SAM算法有更好的定位与建图效果。     

基于事件相机的定位与建图算法: 综述

事件相机是一种新兴的视觉传感器, 通过检测单个像素点光照强度的变化来产生“事件”. 基于其工作原理, 事件相机拥有传统相机所不具备的低延迟、高动态范围等优良特性. 而如何应用事件相机来完成机器人的定位与建图则是目前视觉定位与建图领域新的研究方向. 本文从事件相机本身出发, 介绍事件相机的工作原理、现有的定位与建图算法以及事件相机相关的开源数据集. 其中, 本文着重对现有的、基于事件相机的定位与建图算法进行详细的介绍和优缺点分析.     

一种基于相机标定的图像配准方法

图像配准是把同一场景的两幅或者多幅图像在空间上进行配准,它在图像分析领域应用广泛,如医学,遥感图像分析,图像融合,图像检索及目标识别等．匹配困难是图像配准的主要问题,造成匹配困难的原因之一是待匹配图像存在畸变．该问题是由于待配准图像相对于基准图像会产生大面积相同区域或产生平移、旋转、缩放等多种畸变．针对以上各种畸变,本文提出一种解决方案：利用相机标定信息求解畸变情况的平移矩阵、旋转矩阵和缩放比,通过反变换达到矫正图像畸变的效果．然而标定信息常会因为相机位置移动而发生改变．对于此问题,本文则是通过求解多角度下的云台转角来确定相机的标定信息．实验表明：本文提供的方案很好的解决了图像配准阶段的一些畸变问题,使图像配准有较高的精度．     

基于图规划的语义Web服务自动组合方法

由于单个的Web服务功能有限,难以满足日益增长和不断变化的用户需求.如何根据服务请求者的特定需求进行服务的自动组合来满足用户的需要,就成为了一个迫切需要解决的问题.提出了一种基于图规划的语义Web服务自动组合方法,该方法在建立前驱与后继执行关系知识库的基础上,利用图规划的前向扩张思想和图规划解搜索思想,可实现从服务库中自动地找到满足用户需求的服务组合方案.该方法综合考虑了服务语义和服务组合的效率等因素,在保证Web服务组合质量的前提下,可根据服务请求实现服务的自动组合.最后用仿真实验从服务组合的成功率、效率和组合解质量三方面验证了该方法的有效性和可行性.     

室内测绘机器人自主定位与三维建图研究

室内空间由于低照明、缺少GPS定位辅助和场景特征较少等原因难以利用有限传感器进行高精度三维建图。针对此问题,对FAST-LIO算法进行改进,引入了Lider-IMU参数初始化系统和后端回环检测优化算法,以增加大场景下的建图鲁棒性。采用公开数据集进行实验研究。结果表明,和现有算法相比,该算法轨迹误差精度均有提升。还设计了机器人在东南大学的建筑内部环境进行测试。实验结果表明,机器人能够实现自主移动建图并安全返回,效果良好。     

基于图神经网络的汉语依存分析和语义组合计算联合模型

组合原则表明句子的语义由其构成成分的语义按照一定规则组合而成,由此基于句法结构的语义组合计算一直是一个重要的探索方向,其中采用树结构的组合计算方法最具有代表性。但是该方法难以应用于大规模数据处理,主要问题是其语义组合的顺序依赖于具体树的结构,无法实现并行处理。该文提出一种基于图的依存句法分析和语义组合计算的联合框架,并借助复述识别任务训练语义组合模型和句法分析模型。一方面,图模型可以在训练和预测阶段采用并行处理,极大地缩短计算时间;另一方面,联合句法分析的语义组合框架不必依赖外部句法分析器,同时两个任务的联合学习可使语义表示同时学习句法结构和语义的上下文信息。我们在公开汉语复述识别数据集LCQMC上进行评测,实验结果显示准确率接近树结构组合方法,达到79.54%,预测速度最高可提升30倍以上。     

遥感图像辅助的折反射全向图三维重构

提出了一种针对室外场景的单幅折反射全向图三维重构方法,能够自动重构出全向图中360°视野内景物的三维模型,并实现自由漫游。基于全向图与遥感图匹配把全向图分为水平地面、垂直建筑物立面和垂直背景景物面三类区域,得到全向图场景的基本结构;在此基础上利用折反射光路投射模型计算出全向图中每个像素点的三维几何位置,从而实现了折反射全向图的重构。实验证明该方法具有采集简单、视野大、处理过程全自动化、能够重构非平面场景等特点。     

GPS失效时组合导航系统修正方法研究

针对采用低成本惯性元件的MEMS-IMU/GPS组合导航系统在GPS信号长时间失效后系统趋于发散的问题,在研究捷联航姿解算算法、加速计测量姿态角算法和磁传感器解算航向角算法的基础上,提出将航姿辅助修正算法引入组合导航系统中,一旦系统检测到无效信号出现,则能自动切换到辅助修正状态,使导航结果被抑制在0.5°左右;通过半实物仿真实验,证明了该方法能够有效解决GPS信号长时间失效后系统发散问题,满足了在低成本MEMS惯性元件基础上的高精度导航要求。     

公路智能车辆视觉辅助导航系统的研究

自主驾驶与辅助导航是目前智能计算机领域研究的一个热点.文章研究了一个简单,易行的公路智能车辆视觉系统,这个视觉系统的输入视频图像是由安装在行驶于高速公路上车辆前方的摄像机所采集的路面状况的长序列图像.算法的核心是解决基于卡尔曼滤波的车道线和运动目标的检测与跟踪问题.     

Integrated Computer Aided Shoe-Making System

Shoemaking is one of the areas where CAD/CAM application is rapidly increasing.Thispaper introduces an integrated computer aided shoemaking system including human foot measuring,last(wooden model)measuring,last CAD/CAM and pattern CAD/CAM.The project was supported bythe 7th national economical 5 year plan.High technologies,suh as digital image processing,patternrcognition,advanced geometrical modeling and a series of sophisticated equipments and devices are ap-plied in this integrated system.Parts of the system have become commercial products.     

笔记本计算机与GPS构成实时立体导航系统的研究

本文研制了立体地形图，并将等高线、地图与其配准，三图合一成为市体导航图；并以立体导航图为底图，将手持GPS与笔记本计算机连接实时采集空间数据进行立体导航，确立了实时立体导航系统；并将该系统应用于帽儿山地苑的采伐迹地调查。实践证明这一系统有很强的实用性和准确性，体现了“3S”技术集成的特点，可用于车载。     

气象网络实时探测综合管理系统的设计与实现

针对省级气象部门日常网络业务运行监控的实际需要,采用AJAX网页开发技术和jQuery EasyUI富客户端软件技术进行了气象网络实时探测综合管理系统的开发与设计,实现了网络实时状态监视、网络故障隐患排查、链路故障定位、网络日志登记、网络监控数据统计和分析等综合管理功能。业务运行结果表明：该系统功能实用、操作简单、响应快捷、展示方式灵活,首次实现了省级气象部门网络监控与网络管理单一入口的便捷式集约化用户管理平台。     

嵌入式系统中的实时操作系统

简要介绍了实时操作系统的实现方法,例举了基于Ｌｉｎｕｘ核心的实时操作系统。     

基于球面全景图的虚拟场景实时漫游系统

设计并实现一种基于球面全景图的虚拟场景实时漫游系统。虚拟场景的实时漫游可以通过对球面全景图进行重投影完成。通过重投影球面全景图的可视部分到视平面上,可以生成虚拟场景在不同视线方向上的透视视图。使用球面全景图的重投影算法可以模拟相机的旋转运动,通过改变相机的视域,可以模拟相机的变焦运动。针对直接使用重投影不能满足球面全景图实时绘制的问题,在对球面全景图的重投影算法进行仔细分析的基础上,提出使用查找表和增量计算进行加速的策略。实验结果表明,优化后的系统能够对基于球面全景图的虚拟场景进行实时漫游     

抗差自适应Sage滤波及其在组合导航中的应用

针对卡尔曼滤波需要精确已知状态数学模型及其统计特性的问题,提出一种抗差自适应Sage滤波算法.该方法以Sage滤波为基本框架,吸收了抗差估计和自适应滤波的优点,利用Sage滤波开窗法求得观测残差向量和新息(预测残差)向量的协方差阵,由抗差估计方法确定观测噪声协方差矩阵,利用自适应因子调整动力学模型噪声协方差矩阵,以控制观测异常和动力学模型噪声对导航精度的影响.将提出的算法应用到捷联惯性导航(SINS)/合成孔径雷达(SAR)组合导航系统中,并与Kalman滤波和Sage滤波进行比较分析,仿真结果表明,提出的新算法不但能有效地控制观测异常和动态模型异常对状态参数估值的影响,而且能够抵制状态扰动,提高组合导航系统的滤波精度.     

轨道交通综合监控系统中实时GIS技术的实现

针对轨道交通综合监控系统具有子系统设备多、安全性和实时性要求高、数据量大等特点,为实现设备的实时监控,提出在综合监控系统中嵌入实时GIS管理系统的方案。分别对GIS系统嵌入轨道交通综合监控系统的系统框架、技术实现和实时功能实现等方面进行了研究。实践证明,集成实时GIS技术提高了综合监控系统对设备的管理能力,保障了轨道交通的安全稳定运营,发挥了系统的最大效率。