基于决策树的羽流追踪机器人自主决策方法研究

针对无法获得可靠羽流流向信息不利于实现羽流追踪的问题，提出了一种基于决策树的羽流追踪移动机器人自主决策方法。该方法通过移动机器人两侧的浓度传感器采集到的浓度信息，利用追踪的行为规则建立决策树模型，获得行为决策信息，使机器人高效地追踪到羽流并精确地定位。由于浓度变化关系蕴含了羽流的流向及流速信息，从而取代了传统方法中流向及流速传感器。在扩散环境下，通过移动机器人羽流追踪实验，实现了良好的源定位效果。     

基于多传感器信息融合的侦察机器燃路径跟踪行为研究

侦察机器人自主路径跟踪是执行侦察任务时需要的一个基本行为．首先，用简化的模糊推理方法实现了路径跟踪、障碍避让和车体平衡三个基本智能行为模块，然后通过基于行为优先级的行为协调机制将这些基本行为组合起来，实现了具有多个传感器信息输入和具有自主障碍避让和车体平衡控制能力的自主路径跟踪组合行为．算法具有模块化和分布智能的特点，实时性好，降低了算法实现的复杂性．仿真和实验结果证明了算法的有效性．     

基于多传感器信息融合的侦察机器人模糊路径跟踪行为研究

侦察机器人自主路径跟踪是执行侦察任务时需要的一个基本行为.首先,用简化的模糊推理方法实现了路径跟踪、障碍避让和车体平衡三个基本智能行为模块,然后通过基于行为优先级的行为协调机制将这些基本行为组合起来,实现了具有多个传感器信息输入和具有自主障碍避让和车体平衡控制能力的自主路径跟踪组合行为.算法具有模块化和分布智能的特点,实时性好,降低了算法实现的复杂性.仿真和实验结果证明了算法的有效性.     

基于CKF被动多传感器目标跟踪算法

由于无源或被动探测设备提供的大多是角度信息,会导致观测非线性、距离不可测、低信噪比等问题,给目标跟踪带来很大的困难.针对被动多传感器目标跟踪系统中,观测量与状态之间存在较强的非线性关系所导致的非线性滤波问题,详细阐述了求容积规则选取积分点的方法,在研究求容积卡尔曼滤波(CKF)的基础上,结合集中式融合策略,推导出了具体滤波过程,提出了相应的被动多传感器目标跟踪算法.仿真结果表明,目标跟踪算法较好地解决了非线性滤波问题,提高了目标跟踪的精度.     

基于激光扫描的自主机器人动态目标跟踪方法研究

近年来,关于自主机器人动态目标跟踪方面的研究越来越多,但是动态目标跟踪的实时性和准确性仍然是亟待解决的问题。研究了基于激光扫描的动态目标跟踪方法,提出了类圆柱体人腿检测法,给出了该方法的详细过程,具体包括利用级比与阈值相比较的方法分割出被检测物体的边界,基于空域聚类法的类圆柱体人腿检测以及基于时域聚类法的人腿跟踪。最后,通过实验验证了基于激光扫描的动态目标跟踪方法的有效性,使机器人在实现动态目标跟踪时,能够适应更多复杂、变化的室内外环境。     

三维空间机器人主动嗅觉烟羽源自主定位策略

针对三维空间鲜有人研究烟羽源自主定位的问题，引入利用历史数据机制，提出了布谷鸟搜索算法结合改进的模糊C均值聚类算法的自主定位策略。采用布谷鸟搜索算法产生机器人定位的位置信息，避免了机器人采集烟羽浓度的盲目性，实现了定位的自主性。将产生的位置信息及采集的该位置处烟羽浓度构成特征向量，采用改进的模糊C均值聚类算法对该组特征向量和历史特征向量构成的一组新的特征向量聚类分析，获取三维空间烟羽浓度分布区域，为布谷鸟搜索算法提供了搜索范围。通过实例对所提出的方法进行验证，并与最近两年的定位算法进行对比，结果表明：该方法在平均运行时间和收敛精度方面均优于最近两年的定位算法，且能够以平均0.145 0 m的收敛精度自主定位到烟羽源附近，为烟羽源定位提供了方法支持。     

基于激光传感器的移动机器人运动目标跟踪

针对室外环境下移动机器人基于激光传感器对运动目标的实时跟踪问题进行了研究。利用激光传感器检测运动目标,对均值滤波与中值滤波处理后的激光扫描点进行数据对比后,提出一种递推型中值均值混合滤波方法,用以减少激光扫描数据孤点并提高扫描返回值的准确性。设计了目标检测视窗提前剔除与被检测目标无关的障碍数据;设计利用激光扫描点在物体表面连续的特性,在检测视窗内完成对激光数据点的分类。提出以跟踪过程中机器人与目标之间的距离信息作为跟踪算法的评价标准,使用卡尔曼滤波跟踪算法和平滑接近图算法有效实现了机器人对运动目标的平稳自主跟踪。     

Laser Pose Estimation and Tracking Using Fuzzy Extended Information Filtering for an Autonomous Mobile Robot

This paper presents methodologies and techniques for posture estimation and tracking of an autonomous mobile robot (AMR) using a laser scanner with at least three retro-reflectors. A three-point laser triangulation method is presented to find an initial posture of the robot and then a fuzzy extended information filtering (FEIF) method is used to improve the accuracy of the robot’s posture estimation. With the odometric information from the driving wheels, a FEIF-based posture tracking algorithm is proposed to continuously keep trace of the robot’s posture at slow speeds. Simulation and experimental results are conducted to show the efficacy and usefulness of the proposed methods.     

一种基于随动视觉的排爆机器人自主抓取系统

在传统基于固定视觉的排爆机器人抓取系统中,相机视觉易被遮挡且不能保证拍摄清晰度。基于随动视觉技术,提出一种将深度相机置于机械手末端并随机械手运动的排爆机器人自主抓取系统。利用深度相机计算目标物体的三维坐标,采用坐标转换方法将目标物体的位置坐标信息实时转换至机器人全局坐标系,并研究相机坐标系、机器人全局坐标系与末端执行器手爪工具坐标系三者的动态映射关系,实现排爆机器人的自主抓取。实验结果表明,与传统固定视觉方法相比,随动视觉方法可在误差2cm内,使得机器人机械手爪准确到达目标物体所在位置,且当机器人距离目标物体100cm~150cm时,抓取效果最佳。     

基于IPMC 驱动的自主微型机器鱼

本文从微小型鱼类的运动和受力分析入手,基于人工肌肉IPMC（离子聚合物金属复合材料）的特性, 进行微型机器鱼的结构和控制系统的设计．在此基础上实现仿小型鱼类的各种运动模式,然后,讨论了IPMC 驱动 器推进效率的优化．实验结果证明,基于IPMC 的厘米级机器鱼是可行的：通过改变控制信号的频率和占空比,实 现微型机器鱼的速度控制;通过控制胸鳍和尾鳍,实现上浮、下潜、转弯、巡游等运动模式．最后从尾鳍推进器的结 构角度分析了如何提高推进效率．     

应用机器人轨迹跟踪技术的电力线路无人机智能化巡检系统设计

野外电力线路易发生损坏,且时变特性干扰较大,检测准确度较低,因此,设计应用机器人轨迹跟踪技术的电力线路无人机智能化巡检系统。该系统通过数据采集模块和飞行状态检测模块,分别进行电力线路图像数据获取与飞行状态监测,飞行控制模块接收图像与状态数据,并在轨迹跟踪控制子模块中使用自适应鲁棒滑模控制算法,实现无人机的轨迹跟踪,同时,该模块经无线数据传输模块将数据传输至地面站,在巡检数据智能分析管理模块中,地面站根据数据信息,完成电力线路故障识别,进而实现电力线路无人机智能化巡检。实验结果表明,该系统具有良好的轨迹跟踪效果,且巡检准确率较高,满足多种天气作业需求。