Optimal Trajectory Planning for Wheeled Mobile Robots Based on Kinematics Singularity

This research introduces a new optimality criterion for motion planning of wheeled mobile robots based on a cost index that assesses the nearness to singularity of forward and inverse kinematic models. Slip motions, infinite estimation error and impossible control actions are avoided escaping from singularities. In addition, high amplification of wheel velocity errors and high wheel velocity values are also avoided by moving far from the singularity. The proposed cost index can be used directly to complement path-planning and motion-planning techniques (e.g. tree graphs, roadmaps, etc.) in order to select the optimal collision-free path or trajectory among several possible solutions. To illustrate the applications of the proposed approach, an industrial forklift, equivalent to a tricycle-like mobile robot, is considered in a simulated environment. In particular, several results are validated for the proposed optimality criterion, which are extensively compared to those obtained with other classical optimality criteria, such as shortest-path, time-optimal and minimum-energy.     

噪声对基于不同梯度算子的ICG算法的影响

反向合成梯度算法是一种基于局部指向性的反向合成图像对齐算法,能有效克服光照变化对匹配结果准确性的影响。局部指向性的计算在本质上是梯度的计算,可以用不同的梯度算子求解。该文采用4种梯度算子计算局部指向性,通过给输入图像和模板图像中加入噪声模拟实际图像,研究了噪声对基于4种梯度算子的反向合成梯度算法的影响。     

管理信息网抗毁构建研究

在机动通信组网时,网络管理信息网是网络管理系统对各节点设备进行参数下发和状态监控的交互通道,在基于ATM虚连接和IP路由器构建的网管信息网中,通过研究网络互连策略和IP动态路由技术,构建了不受限于节点连接接口的抗毁管理信息组网,提高了网络的顽存能力,拓宽了机动通信的适应性,该方法可在工程中推广应用。     

逆M序列在机抖激光陀螺消除动态闭锁中的应用

对逆M序列在消除激光陀螺动态闭锁误差中的应用进行了研究和验证.目前多采用M序列对抖动的幅度进行调制来消除激光陀螺动态闭锁误差,而逆M序列与M序列相比不仅满足注入到激光陀螺抖动中的要求,且比M序列有其性质等方面优势.通过理论分析及M序列和逆M序列在消除机抖激光陀螺动态闭锁中实验中的应用对比,实验数据表明逆M序列在消除动态闭锁中的作用要优于M序列.     

一种新型神经网络广义逆系统

提出一种新型带有反馈环节的广义逆系统方法,并给出了其存在性的证明．该方法首先利用神经网络构造被控对象的α 阶逆系统,通过改变反馈环节参数可随时任意配置复合系统极点,无需重新构造广义逆系统．分别对ＳＩＳＯ 和ＭＩＭＯ 非线性系统进行仿真研究．仿真结果表明,在配置极点变换时,利用该方法构造的广义逆系统仍可对原系统实现有效的线性化和解耦．     

行波型超声电机基于神经网络的逆模型辨识

行波型超声电机的动态特性受定子压电陶瓷迟滞和接触层非线性摩擦力的影响,表现出复杂的多值映射特征.通过引入动态迟滞逆算子,将存在于超声波电机逆系统中的多值映射在新的扩张输入空间上,转换为一一映射;然后使用神经网络建立超声波电机的逆模型,对迟滞和非线性摩擦力的影响进行补偿.所建立的模型结构简单,可以在线调整适应电机参数的非线性变化.实验仿真结果验证了该方法的有效性.     

不确定系统的稳定广义预测控制

针对一类有界不确定线性离散被控对象,采用Min-Max优化方法,提出一种新的稳定广义预测控制(MMSGPC)算法.引入内模控制结构,将干扰和不确定性从被控对象中分离出来,并利用局部反环节对其进行补偿;采用Min-Max优化方法,将终端约束条件转化为有界不确定性最差情况时应的线性方程;通过引入矩阵的Moore-Penrose逆,得到了终端约束线性方程的通解,并结合性能指标函数求得了最优控制律.通过仿真实例验证了该方法的稳定效果.     

基于灰色RBF神经网络模型的电梯层间交通分布预测

为了有效预测电梯的层间交通分布状态,提出一种层间交通O-D矩阵的预测方法．该方法融合灰色预测和神经网络方法各自的优点,将灰色预测方法与RBF神经网络有机结合,构造灰色神经网络预测模型．利用灰色预测中的累加生成运算（accumulatedgeneratingoperation,AGO）对原始观测数据进行变换,得到规律性较强的累加数据,作为神经网络的建模和训练样本．还提出了对不良交通需求数据的修正方法,以进一步降低观测数据的随机性．所提方法既避免了灰色预测方法存在的理论误差,又提高了神经网络的训练速度和预测精度,适用于短期层间交通分布预测．仿真试验验证了该方法的有效性．     

Application of the general elimination method in robot kinematics

A general method for solving the robot inverse kinematics problem is presented. The method is based upon the general elimination method to obtain the equivalent system of equations which are triangularized and the solutions of the inverse kinematics problem can be solved by backsubstitutions.     

一种基于SPWVD-WVD的高质量时频分析方法及ISAR成像应用

交叉项干扰抑制与高时频聚集度是准确反应信号的时频分布特征的重要因素。传统的魏格纳-维尔分布(Wigner-Ville Distribution,WVD)算法虽能获得较高的时频分辨特征,但分析多成分信号时存在严重的交叉项干扰问题,限制了其实用性;而平滑伪魏格纳-维尔分布(Smoothed Pseudo Wigner-Ville Distribution,SPWVD)算法虽在一定程度上抑制交叉项干扰,但降低了时频聚集度。为了解决上述问题,提出了基于SPWVD-WVD的时频分析方法。该方法利用SPWVD与WVD之间的滤波互消效应,将SPWVD二值化结果与WVD结果进行矩阵运算,最终得到高质量的时频分析结果。实验结果表明,所提出的算法能够有效去除多分量信号的交叉项干扰,提高信号分析结果的时频聚集度,还原多分量信号的真实时频分布。最后将该算法成功应用于逆合成孔径雷达成像中。