智能轮椅上的机械手运动学分析及轨迹规划*

装备了机械手臂的智能轮椅在助老、助残、辅助康复等方面都有重要的研究价值。对装备于智能轮椅的四自由度机械手臂运动学分析以及轨迹规划进行了研究,为机械手臂自主抓取建立了数学模型和理论依据,运用D-H法建立了机器人的运动学方程。提出了基于目标函数的最小功率法,在逆解存在多组解的情况下,选取节约能量的一组解,从而节约了能量。通过仿真实验验证了算法的有效性,为以后的轨迹优化、无碰撞轨迹规划建立基础。     

HP nonlinear guidance law design based on smooth sliding mode control

To eliminate the perturbation of interceptor detection induced by aerodynamic heating,the head pursuit (HP) guidance law for three-dimensional interception was presented. The guidance law positioned the interceptor ahead of the target on its flight trajectory,and the speed of interceptor was required to be lower than that of the target. On the basis of a novel head pursuit three-dimensional guidance model,a nonlinear guidance law was developed based on smooth sliding mode control theory. At the same time,a special observer was designed to estimate the target acceleration,and a numerical example on maneuvering ballistic target interception verified the effectiveness of the presented guidance law.     

法向承力锚拖曳力研究

运用非线性有限元分析方法,研究了方形锚板埋深、系缆力角度等因素对极限承载力的影响,并绘制出了塑性屈服包络线.根据塑性理论,塑性屈服包络线可用于预测极限承载力及锚板的拖曳轨迹.     

一种基于HMM聚类的视频目标轨迹分析方法

针对视觉监控中基于运动轨迹的目标行为分析问题,提出了一种基于隐马尔科夫模型(HMM)聚类的轨迹分布模式提取和异常行为检测算法。首先为每一条运动轨迹训练一个HMM,并通过这些模型来计算轨迹两两之间的距离;然后对该距离矩阵采用主元分析法(PCA)降维并以降维后的每一行作为对应轨迹的特征进行模糊C均值聚类,接着为聚类后的每一类轨迹训练一个HMM作为其分布表达模型;最后利用这些HMM模型来检测给定轨迹所表示的目标行为是否异常。对不同场景的轨迹分析实验表明了方法的有效性。     

煤矿井下人员行走轨迹的算法研究

针对目前煤矿人员定位系统主要采用区域定位方式,存在无法直接解算出井下人员的精确位置和无法确定井下人员运动方向的问题,提出了一种基于树形结构、通过构建拓扑关系计算井下人员可能行走轨迹的算法。该算法首先定义了点与弧段、弧段与弧段以及弧段与点的拓扑模型,并以此为基础构建树形结构,对其进行层次遍历,得到井下人员行走轨迹;在计算过程中,该算法利用井下接收器的实时状态信息,自动排除停止工作的接收器和分站对轨迹的影响,有效确保了轨迹的准确性。     

基于遗传算法的工业机器人时间最优轨迹规划及仿真研究

为了使工业机器人的末端执行器在任给路径下运行时间最短,在考虑机器人各关节速度、加速度、加加速度和力矩约束的情况下,以PUMA560为例,对工业机器人轨迹进行时间最优规划;在Matlab平台上,对该轨迹规划优化算法进行仿真,仿真结果表明机器人各关节时间最优轨迹规划比未处理的轨迹规划时间明显缩小6.999 4s,6.651 0s,6.351 2s,各个关节的轨迹曲线平滑,从而验证了该算法的有效性。     

用VB模拟小球平抛运动

VisualBasic是由微软公司开发的基于Basic的可视化程序设计语言,具有面向对象、事件驱动的编程机制,本文主要介绍如何利用Visual Basic来实现小球的平抛运动。     

超视距空战飞行轨迹建模及仿真

超视距多目标攻击逻辑决策和空战态势评估是超视距空战研究的主要方面,但对空战战术影响较大的战机飞行轨迹和飞行参数的研究较少.通过对超视距空战和视距内空战的比较,分析了超视距空战的空战过程.根据超视距空战迎头攻击战术的特点,建立了相应飞行轨迹的数学模型,并求解了载机速度、载机发射导弹速度、转弯速度、载机转弯半径、目标机速度、载机飞行时间、转弯时间和导弹飞行时间之间的关系.通过仿真分析了飞行参数对飞行轨迹的影响,并根据载机性能约束条件,求解了飞行参数的最优解.仿真结果表明,飞行轨迹模型和最优飞行参数设计的合理性和可信性,可为超视距空战战术、战法决策等作战应用提供重要参考.     

基于惯性测量单元的轮式机器人轨迹跟踪仿真

针对轮式机器人轨迹跟踪质量下降问题,提出基于惯性测量单元(IMU)的轮式移动机器人轨迹跟踪控制方法.通过两个惯性测量单元(IMU)来建立轮式机器人的速度、角速度计算模型,针对轮式移动机器人执行中的差动命令对轮式机器人实施闭环控制;设计轮式机器人工作轨迹参考量,结合动力学模型提出轮式机器人轨迹跟踪控制器,使轮式机器人可以在指定的轨迹上进行跟踪.实验结果表明,提出的方法能够使轮式移动机器人的轨迹跟踪误差更小,跟踪结果更精准.     

基于增强学习的车辆转弯制动横向轨迹控制

针对传统的车辆转弯制动横向轨迹控制方法存在车辆整体滑移率高,控制后的车辆滑行时间较长、滑行路程较远的问题,提出基于增强学习的车辆转弯制动横向轨迹控制方法.构建车辆SAE坐标系,使用三角函数得到轮胎六分力的联合作用情况,通过拟合计算的形式,获取水平方向漂移数据及其侧向力,构建车辆动力模型,将车辆动力模型转化为线性的二自由度系统,设定车辆滑移率为目标函数,根据计算的函数最优解,使用增强学习算法选取最佳控制策略,从而完成基于增强学习的车辆转弯制动横向轨迹控制方法设计.构建仿真环节,通过与目前使用方法对比可知,上述方法的车辆整体滑移率较低,控制效果较为稳定.