Self-Recovery of Localization Loss for Indoor Mobile Robot

室内移动机器人在定位丢失时的自恢复研究

蒋林¹,王翰¹, 雷斌^1*, 朱建阳¹, 刘怀广¹, 赵慧²

（1.武汉科技大学 冶金装备及控制教育部重点实验室,武汉,430081;

2.武汉科技大学 机器人与智能系统研究院,武汉 430081）

创新点说明：

针对机器人“绑架”问题,本文具体分析机器人离实际位置点较近和较远的“绑架”类型,以及不同绑架类型所对应机器人的状态和造成这种状态的原因。为判断机器人是否处于“绑架”状态,本文提出改进蒙特卡洛定位算法(IMCL),该算法通过检测粒子均权重的突变进行判断,并针对机器人处于不同的状态采用不同的重采样策略来改进粒子集,进而帮助机器人重新找到自己的真实位置。

关键词：室内移动机器人;自恢复;定位丢失;改进蒙特卡洛定位算法

     

旋转机械不平衡振动自愈调控原理与方法

针对旋转机械不平衡振动故障,搭建基于电磁驱动式自动平衡的不平衡故障模拟试验台,研究电磁驱动式自动平衡装置实现稳定的配重块自锁、配重块驱动原理及设计方法,根据设计条件分析控制极限影响因素,计算自动平衡系统的最大平衡能力、最小平衡能力和平衡精度.依此设计出一套可稳定工作的电磁驱动式自动平衡装置.通过建立不平衡振动故障转子诊...     

安全的变容量恢复水印方案

针对现有水印算法大多无法准确定位并恢复被篡改区域的问题,兼顾水印嵌入容量和安全性,提出了一种安全的变容量恢复水印算法.该算法首先将原始图像分成纹理块和平滑块,纹理块除了保存常规信息外,还保存了“细节”信息,不同块将根据自身特点产生不同长度的“复合水印”.所谓“复合水印”是指水印由认证水印和信息水印构成,其中认证水印用于检测篡改区域,信息水印用于恢复图像.然后采用新提出的“3级秘钥嵌入方案”(three level secret-key embedding scheme, TLSES)将图像块的“复合水印”随机嵌入在其他图像块中,再利用“3级篡改检测方案”(three level tamper detection scheme, TLTDS)定位被篡改图像块并进行恢复.实验结果表明,所提出的水印算法不仅能够准确检测篡改区域并恢复图像,而且能够有效地抵抗均值攻击和拼贴攻击.     

旋转机械气压液体式不平衡振动故障靶向自愈调控系统

质量不平衡是旋转机械最常见的故障之一。为了使转子在运行过程中可以自行消除不平衡振动故障,利用气压液体式自动平衡装置构建靶向自愈调控系统,运行中实时监测诊断转子的振动故障,快速准确地计算转子不平衡量,并进行智能决策,有确定目标地向相应储液腔中注入压缩空气,驱动储液腔中的液体进行定向转移,进而改变和转子同步旋转的平衡盘的质量分布,产生旋转离心自愈力来抵消转子的不平衡故障力,使转子不平衡故障在线自愈。针对旋转机械对平衡盘安装位置的不同要求,介绍轴间和轴端安装两种结构,并分别搭建立式和卧式转子试验台,进行在线自动平衡性能试验。结果表明,两种平衡结构均可在15 s内快速降低转子的振动幅值,降幅均在90%以上。     

用于图像认证的变容量恢复水印算法

兼顾水印嵌入容量和安全性,提出一种水印容量可变的数字图像可恢复水印算法.该算法提取2×2图像块特征生成变容量恢复水印——平滑块6比特,纹理块12比特.图像块的恢复水印基于密钥随机嵌入在其它图像块的低有效位,通过比较图像块特征与相应恢复水印重构的块特征并结合邻域特征判定图像块的真实性,变容量恢复水印用尽可能少的比特数保存足够的图像块信息,仅被嵌入一次且同时用于篡改检测与恢复,不仅有效降低了水印嵌入容量,而且提高了算法抵抗恒均值攻击的能力.实验仿真结果表明,该算法得到的含水印图像和恢复图像的质量好,且能有效抵抗拼贴攻击、恒均值攻击等已知伪造攻击.     

基于纠错编码的图像篡改恢复方法的研究

利用具有纠错功能的汉明码和置乱技术,提出了一种基于纠错编码技术与LSB结合的图像内容篡改恢复方法。提取图像的原始特征作为信息源码生成校验码,将生成的校验码经Arnold置乱后嵌入原始图像。当水印图像被篡改后,根据提取的校验码恢复图像的原始特征。实验结果表明,该算法对图像局部发生的篡改可以有效地检测并定位,并且具有较好的自恢复功能。     

一种基于聚合度的动态分层路由协议

提出节点聚合度的概念并将其引入簇首的生成过程.着重对协议的设计思想和工作过程,包括簇首的选举与簇建立、簇重组与自愈机制、簇首间多跳通信方式进行了分析与讨论.仿真结果显示该协议降低了簇内节点的重叠度,均衡了网络节点的能量消耗,延长了网络的生存时间.     

基于电磁自愈力的转子快速自动平衡实验

提出了一种快速相位搜索算法,利用电磁装置在特定的平面上产生幅值和相位可控的旋转矢量力来补偿转子的不平衡旋转矢量力,实现在线快速抑制单平面转子系统工频振动故障.对转子同频振动及电磁力可控特性进行了分析,建立了以转子振动响应为指标、磁极线圈电流的幅值和相位为寻优参数的控制模型,提出相位整周搜寻自动平衡算法及快速相位搜索自动平衡算法,并搭建实验台对两种算法进行对比实验研究.结果表明,当转子工作在2 100 r/min时采用整周相位搜索算法,振动下降90％需要20 s,而采用相位快速搜索算法在4s左右即可达到同样的降振效果,提高了转子振动故障自愈调控的效率.     

一种故障自修复γ辐射探头

基于冷贮备冗余技术的故障自修复设计,可在γ辐射探头不断电的状态下检测并自动更换故障件,完成对故障的修复。同时对故障件的名称、位置等信息建档并显示在系统计算机上。论文介绍了γ辐射探头的设计、几种故障自修复电路的构成及故障检测与自修复原理。     

基于前缀区间集合的IPv6路由查找算法

对IPv6相关的通用型与特定型路由算法进行了分析,重点研究了以BSR为基础的IPv6路由算法在查找和更新时的不平衡问题,提出了基于前缀区间集合的IPv6路由算法。通过对路由前缀（N）进行范围（K）、集合（M）划分以及更新节点自修复提高查询速度、降低不平衡性的影响,具有O(log2N/K)和O(log2N/K+2M)的查询与更新时间复杂度,空间复杂度为O(K+2N)。实验表明,该算法具有良好的查询性能,降低了更新不平衡性的影响。