基于贝叶斯滤波理论的自主机器人自定位方法研究

针对自主机器人定位问题,研究了基于贝叶斯滤波理论的自定位方法,从概率表达的角度介绍了贝叶斯滤波方法各种不同的实现形式,分析了各种不同定位方法的性能,指出了它们的优缺点,并对每种方法的改进方法进行了探讨和分析,最后总结了定位方法的基本特点,并对贝叶斯滤波理论在自主机器人领域中的应用前景进行了展望,探讨了未来的发展方向。     

无人水下航行器壳体流体动力的计算

采用计算流体力学方法对无人水下航行器壳体流体动力特性进行数值模拟与计算。计算结果与风洞试验结果对比表明,该方法对无人水下航行器壳体流体动力特性的预测精度较高。该研究成果对无人水下航行器的外形设计具有缩短周期,节约费用和降低风险的效果。     

基于深度学习的移动机器人自主导航实验平台

随着移动机器人的发展,其应用场景越来越复杂,对自主导航这一关键技术提出了更高要求。本文搭建了移动机器人实验平台,设计了基于深度学习的自主导航方法,将RGB图像作为卷积神经网络模型的输入,即可直接输出导航控制信号,不仅降低硬件成本,而且避免复杂的特征工程和规划策略。实验结果表明该平台具有良好的自主导航性能,对移动机器人适应未知复杂环境作业有着重要参考价值。同时,能够为机器人工程专业实践教学提供实验平台,通过开展相关应用拓展,促进学生创新研究能力的培养。     

基于专家-层次分析法的地质灾害风险性评价——以广西富川瑶族自治县为例

本文利用专家-层次分析法对地质灾害风险性进行评价,以广西贺州市富川瑶族自治县地质灾害风险调查评价为依托,通过资料分析和现场调研,根据各类地质灾害构建其风险性评价指标体系,采用专家-层次分析法对地质灾害风险性进行研究,研究结果表明：将富川瑶族自治县地质灾害风险分区分为高、中、低3种类型,富川瑶族自治县面积为1572.5 km²,其中地质灾害高风险区(I)的面积约为166.37 km²,约占研究区面积的10.58%;地质灾害中风险区(II)的面积为167.37 km²,约占研究区面积的10.64%;地质灾害低风险区(III)的面积约为1238.76 km²,约占研究区面积的78.78%。借助GIS平台实现可视化,评价结果对广西地区地质灾害的防治具有指导意义。     

双机械臂协调系统的一类最优轨迹规划方法

针对双机械臂搬运单一物体的协调操作系统，提出了一类有效的最优关节轨迹规划方法。该法在机械臂的关节空间内采用分段归一化的无因次量，将其运动轨迹与运动时间解耦，运用非线性规划法优化无因次量运动轨迹。将所规划的无因次轨迹方程作为机械臂产生实际运动轨迹的发生器，由双臂的运动学约束条件和爪端所允许的不协调误差及各手臂的取道点，即可快速生成所期望的系统运动轨迹。为保证双臂能充分协调运动，提出了调整因子的概念。     

柔性机器人动力学分析与振动控制研究综述

综述了柔性机器人动力学分析与振动控制的研究现状，对变形的描述、变形场的离散化、建模方法、近似分析减振结构设计及关节作动系统控制律设计等关键问题进行了详细阐述。     

基于Backstepping方法的轮式移动机器人轨迹跟踪研究

根据机器人的运动学模型,对具有非完整特性的移动机器人轨迹跟踪控制进行了研究.采用基于积分backstepping时变状态反馈方法,引入一种新的虚拟反馈量,设计机器人轨迹跟踪控制算法,并且利用Lyapunov方法证明系统的全局稳定性.仿真结果证明了该方法的有效性.     

Autonomous calibration method of the zero-difference without using a standard gauge for a straightness-measuring machine

An autonomous method to calibrate the zero-difference for the three-point method of measuring surface straightness is proposed. A simple cone-disc, which can be made by a CNC turning machine, is used for the calibration. The calibration method is comprised of two steps. In the first step, the cone-disc rotates around and parallel to three displacement sensors built-in to a holder. In the second step, the geometrical parameters between the sensors and the cone-disc are simultaneously acquired during each predetermined movement of the sensors, and the zero-differences are computed by the proposed algorithm within a few revolutions.The conceptual design and the algorithm to realize the proposed method are explained with theoretical analyses and numerical simulations. The results of this study are as follows:

(1)

The repeatable accuracy of the zero-difference determination using the proposed method is at the same level of quality as that of the reverse method using the three-point method.

(2)

When the zero-difference is calibrated using a cone-disc gauge of 200 mm radius and 10 μm peak height, which can be manufactured by a CNC turning machine, the shape error of the object's surface (which is analyzed for its systematic error component and its repeatability error component) becomes less than 0.5 and 2 μm at measured lengths of 100 and 200 mm, respectively.

     

水下自主航行器微光照相机驱动系统设计

提出了基于水下自主航行器的EMCCD微光照相机驱动系统设计方法。首先,分析了EMCCD输出噪声的组成,根据暗电流噪声和时钟感生噪声的关系,给出了常规功率驱动的器件选型原则和设计方法;讨论了使用图腾柱电路实现电子倍增驱动的功耗问题,并给出了改进方案;使用高频系统时钟实现了驱动相位和脉宽的微调,解决了驱动时序波形幅度重叠率不足的问题;最后,给出了使用CCD201-20搭建的水下相机结构和实验结果。实验结果表明,系统产生的常规驱动信号频率为时钟频率10 MHz,串行转移时钟的幅度重叠率优于50%,并行转移时钟的幅度重叠率优于90%,驱动信号的相位调整精度为18°,脉宽调整精度为5 ns,驱动波形稳定、平整,电子倍增驱动信号高电平可调,功耗相较于优化前降低7.2%。本文所介绍的EMCCD驱动系统设计方法充分兼顾了驱动系统的噪声、体积和功耗问题,可以广泛应用在水下微光成像乃至常规CCD领域。     

基于城市生态系统健康评价的规划响应策略研究

本文基于城市生态系统特征,选取 活力、组织结构、恢复力、维持生态系统的 服务功能、对人类健康的影响5个要素、30 项指标,构成城市生态系统健康评价指标体 系,并将健康评价指标转换为城市规划策略 指标,构建了一套分层次、分系统的规划响 应策略,实现了城市生态系统健康评价与城 乡规划实践技术的衔接,为通过规划调控、 实现城市可持续发展提供了一个新的维度与 方法。以新疆库车县为对象对该方法进行了 验证,表明该方法可信可行。