飞行器控制面临的机遇与挑战

当前,飞行器控制的发展面临前所未有的机遇与挑战.基于对飞行器的发展趋势、新需求和新技术特征的分析,本文从飞行器新技术特征、信息化环境、无人系统自主性、高可靠可重构容错系统、飞控系统评估与确认五个方面研究和分析了飞行器控制面临的机遇与挑战.为了达到利用机遇和赢得挑战的目标,作者建议加强如下五个方面的研究: 加强面向飞行器新技术特征的飞行器控制概念、理论与方法研究; 加强面向信息化环境的控制、计算与通讯一体化,以及控制、决策与管理一体化的研究; 加强面向不确定性的无人系统高级别自主性的研究; 加强面向高可靠、高安全性的可重构容错飞控系统的研究; 加强面向高效、高可信度的飞控系统评估与确认方法的研究.     

无人飞行器集群智能调度技术综述

随着飞行器技术的快速发展, 以无人机和卫星为代表的无人飞行器在集群任务中得到广泛应用, 但日益增长的多样化任务需求和不平衡、不充足的任务资源也对无人飞行器集群调度技术提出新的挑战.针对无人飞行器任务类型特点, 分别从无人机群和多星两个角度出发, 介绍了无人机群访问、打击和察打一体化任务调度技术进展, 阐述了多星成像、数传与天地一体化任务调度研究成果.同时, 梳理了无人机群和多星任务调度问题的主要约束与收益指标, 综述了无人机群和多星任务调度常用的智能优化算法.最后, 面向未来无人飞行器技术应用需求, 指出了无人飞行器集群智能调度技术进一步的研究方向.     

内外源注意的无人系统智能感知应用研究

针对未来无人系统智能化以及多无人系统协同感知与认知发展需求,亟需解决信息过载以及跨平台多源感知信息融合的科学问题,本文提出通过研究仿生内源性和外源性注意力的调节作用机理, 探索多源注意机制对无人系统智能感知系统调节作用机制,对其映射异构多源感知器与行为决策控制的作用机理进行研究；结合采用脑认知能够联合来自不同感官通道的线索对外部世界中的物体和事件实现快速高效信息过滤和异构多源认知,并采用不同的参照系来表征物体的特征和位置,构建一种基于仿生多源注意机制的智能感知与信息处理框架,对工程化实现无人系统智能感知与认知系统具有一定的设计参考价值。     

地面无人系统的多智能体协同控制研究综述

本文结合多智能体系统控制理论与技术的研究现状,以地面无人系统为控制对象,对理论及其技术发展作了详细概述.从多智能体的行为协同控制和任务协同控制两个侧面讨论了相关的理论及应用问题,并指出当前协同控制研究中存在的一些问题以及今后的发展方向.地面无人系统的协同控制对于有效提升社会及军事效益,最大限度地发挥地面任务执行的效能具有重要意义.     

基于独立知识库的产品建模系统

与传统的面向几何的产品建模技术相比,面向知识的产品建模技术更适应现代设计的发展需要,可在相当程度上解决产品设计的智能化和自动化问题.针对该技术应用中存在的问题:1)国内的主流CAD系统尚不具备知识融合与知识驱动的能力;2)面向知识的产品建模依附于某个CAD软件,提出以独立知识库驱动为核心的产品建模新体系,该体系分解为核心层、用户层和几何建模层,通过核心层将用户需求和CAD软件集成,实现智能化设计,为不同行业的产品数字化设计提供可行的解决方案.     

某医院智能配电系统设计

随着我国科学技术和发展和现代医疗设备与设施的不断进步,现代医院对配电系统的智能化需求也越来越强烈。本文从某医配电系统的智能化需求出发,重点对医院手术室的系统接地形式及供配电系统,以及手术室、病房照明系统进行了智能化的设计,充分考虑了医院智能化配电系统的安全性与可靠性希望通过本文的研究为医院智能配电系统的设计提供有益的参考与借鉴。     

平行矿山: 从数字孪生到矿山智能

针对新时代下我国矿区智能化发展诉求与矿山无人化进程中遇到的复现难、协同难的技术问题, 本文融合智慧矿山理念、ACP (Artificial societies + computational experiments + parallel execution)平行智能理论和新一代智能技术, 设计并实现了智慧矿山操作系统 (Intelligent mine operation system, IMOS), 为平行矿山智能管理与控制一体化提出了解决方案. 本文首先分析露天煤矿产业发展趋势; 国内外露天矿山智能化发展情况; 面向露天矿山无人化与智能化需求, 深度融合数字四胞胎理论, 设计了虚实融合的IMOS架构; 详细阐述了IMOS子系统架构与功能, 包括: 单车作业系统、多车协同系统、车路协同系统、无人驾驶智能系统、调度管理系统、平行系统、监管系统、远程接管系统和通信系统; 并探讨了IMOS关键技术, 即平行矿山仿真建模技术、无人驾驶技术、矿区通信技术和协同作业技术. 该操作系统是国内首套露天矿山无人化与智能化的一体化解决方案, 并能够迁移到不同矿区不同作业场景, 推动矿区智能化无人化发展, 减少人工干预从而降低安全风险, 大幅度降低人工成本, 提高生产作业效率, 并可结合社会发展要素为实现绿色可持续发展矿区提供支撑.     

基于多传感信息融合的智能电力监控系统的设计

随着智能电网的不断发展,变电站的智能化管理也提出了新的要求。变电站要实现无人值守,变电站的各种数据和视频必须实时准确的传送到监控中心,一旦遇到突发事件能及时高效的处理。因此智能电力监控系统为电网的智能化提供了有力的保障。本文设计了一种多传感信息融合的智能电力监控系统,主要是用来实时的监控变电站周围的环境信息和电力设施,进一步推进电网的智能化,保证电力系统运行的安全性。系统中采用图像传感器、温湿度传感器、气体传感器和烟雾传感器对变电站周围及电力设施进行无人值守的24小时监控,能实时的显示变电站区域的情形,温度和湿度信息,气体的释放信息和烟雾信息,该系统可以大大的提高变电站的管理效率,保障变电站的安全性。     

机器人感知与控制关键技术及其智能制造应用

智能机器人在服务国家重大需求,引领国民经济发展和保障国防安全中起到重要作用,被誉为“制造业皇冠顶端的明珠”.随着新一轮工业革命的到来,世界主要工业国家都开始加快机器人技术的战略部署.而智能机器人作为智能制造的重要载体,在深入实施制造强国战略,推动制造业的高端化、智能化、绿色化过程中将发挥重要作用.本文从智能机器人的感知与控制等关键技术的视角出发,重点阐述了机器人的三维环境感知、点云配准、位姿估计、任务规划、多机协同、柔顺控制、视觉伺服等共性关键技术的国内外发展现状.然后,以复杂曲面机器人三维测量、复杂部件机器人打磨、机器人力控智装配等机器人智能制造系统为例,阐述了机器人的智能制造的应用关键技术,并介绍了工程机械智能化无人工厂、无菌化机器人制药生产线等典型案例.最后探讨了智能制造机器人的发展趋势和所面临的挑战.     

基于多智能体强化学习的无人艇协同围捕方法

针对多无人艇对海上逃逸目标的围捕问题,提出一种基于多智能体强化学习的围捕算法.首先,以无人艇协同进攻为背景建立无边界围捕问题的环境和运动学模型,并针对快速性和合围性的需求给出围捕成功的判定条件;然后,基于多智能体近端策略优化(MAPPO)算法建立马尔可夫决策过程框架,结合围捕任务需求分别设计兼具伸缩性和排列不变性的状态空间,围捕距离、方位解耦的动作空间,捕获奖励与步长奖励相结合的奖励函数;最后,采用集中式训练、分布式执行的架构完成对围捕策略的训练,训练时采用课程式学习训练技巧,无人艇群共享相同的策略并独立执行动作.仿真实验表明,在无人艇起始数量不同的测试条件下,所提出方法在围捕成功率和时效性上相较于其他算法更具优势.此外,当无人艇节点损毁时,剩余无人艇仍然具备继续执行围捕任务的能力,所提出方法鲁棒性强,具有在真实环境中部署应用的潜力.     

智能海洋机器人技术进展

智能海洋机器人是可以在复杂海洋环境中执行各种任务的智能化无人平台, 包括智能水下机器人和智能水面机器人. 基于实践和在相关技术难题上的经验, 提出了一些关键技术问题的解决方案. 在智能水下机器人方面, 探讨了体系结构、运动控制、智能规划与决策和系统仿真等关键技术. 在智能水面机器人方面, 探讨了快速性和智能化问题. 我国在智能海洋机器人技术研究方面已经取得了较大的进步, 但距离全面应用还有很大差距.     

基于CLIPS的智能无人飞艇故障诊断专家系统开发

针对智能无人飞艇的故障诊断问题,设计开发了一套基于CLIPS框架的故障诊断专家系统。首先,根据诊断专家的知识进行故障分类并建立故障树;其次,基于CLIPS工具设计了智能无人飞艇的故障事实库和规则库。然后采用静态链接的方式将CLIPS框架嵌入到C++中,并设计了"路由跳转"功能,实现了用户输入与CLIPS的数据交换接口,并利用MFC框架开发了相应人机交互界面。该智能无人飞艇故障诊断专家系统的开发,改善了现阶段人工故障诊断的不规范及效率低下等问题,为智能无人飞艇的故障诊断、分析和排除提供了平台和支持技术。     

智能小车联网组队方法的设计与实现

随着5G技术的到来,物联网技术的发展不可限量,而在智能交通领域中起着举足轻重的无人驾驶技术和车联网技术必定成为未来研究的热点。那么如何通过车联网技术控制无人驾驶智能车辆进行联网组队也就成为研究的焦点问题。为此,模拟实现了无人驾驶智能小车联网组队运行的全过程。首先介绍了系统总体的设计方案,接着在STM32嵌入式开发平台下进行智能小车的硬件设计,然后介绍了如何利用ZigBee无线通信技术实现无人驾驶智能小车与智能网关之间的通信协议和相应的软件实现方案,最后进行了相应的测试。结果表明,本次设计完成了智能小车在行驶过程中接收和执行控制命令以快速组队的功能。实现了多辆智能小车排列“一”字、“V”字、“X”形、矩形、菱形五种组队队形。     

基于智能定位技术的无人物流车辆智能监控系统设计

传统的无人物流车辆智能监控系统监控图像清晰度差,监控速率慢。为了解决上述问题,基于智能定位技术设计了一种新的无人物流车辆智能监控系统,系统硬件传感器模块选用选用MCJS系列角度传感器,无人物流车辆定位模块选用ZM516X定位模块,支持Mesh网络,监控平台为LAND-LDRTU款无线远程监测终端RTU,内部配置实时监控系统,在C/S模式下设计应用系统程序。实验结果表明,基于智能定位技术的无人物流车辆智能监控系统监控图像清晰度高于传统监控系统42.58%,监控速率高于传统监控系统17.22%。     

面向智能驾驶测试的仿真场景构建技术综述

随着汽车智能化程度的不断提高,智能汽车通过环境传感器与周边行驶环境的信息交互与互联更为密切,需应对的行驶环境状况也越来越复杂,包括行驶道路、周边交通和气象条件等诸多因素,具有较强的不确定性、难以重复、不可预测和不可穷尽。限于研发周期和成本、工况复杂多样性,特别是安全因素的考虑,传统的开放道路测试试验或基于封闭试验场的测试难以满足智能驾驶系统可靠性与鲁棒性的测试要求。因此,借助数字虚拟技术的仿真测试成为智能驾驶测试验证一种新的手段,仿真场景的构建作为模拟仿真的重要组成部分,是实现智能驾驶测试中大样本、极限边界小概率样本测试验证的关键技术,这对提升智能驾驶系统的压力和加速测评水平显得尤为重要。面向智能驾驶测试的仿真场景构建技术已成为当前汽车智能化新的研究课题和世界性的研究热点,作为一种新兴技术仍面临许多挑战。本文提出了面向智能驾驶测试的仿真场景构建方法,系统阐述了国内外研究工作的进展与现状,包括场景自动构建方法和交通仿真建模方法,重点分析一些值得深入研究的问题并围绕场景构建技术的发展趋势进行了讨论分析,最后介绍了团队相关研究在2020中国智能驾驶挑战赛仿真赛和世界智能驾驶挑战赛的仿真场景应用情况。     

无人系统智能技术发展和安全问题

随着人工智能技术的飞速发展,无人系统在给人们带来便利的同时,也随之而来了诸多安全隐患。本文首先介绍了地面、空中和海上无人系统的发展现状,从技术安全、应用安全风险方面阐述了人工智能技术的安全问题,然后分析了无人系统智能技术内涵,最后从通信与交互安全、算法安全两个角度阐述了无人系统的智能安全问题,可为相关研究提供参考。     

人工智能技术在矿山智能化建设中的应用初探

介绍了人工智能技术的相关概念、发展概述及其在煤炭行业发展中的应用,指出目前人工智能技术在矿山应用只是点状结合和浅度结合,没有实现人工智能技术和矿山某个生产或管理系统层面的深度融合。概述了智能矿山的发展历程,指出智能矿山是人工智能技术、大数据技术、物联网技术和矿山实体的深度融合体,利用智能通信、智能控制和智能计算技术实现数字化矿山的计算、处理,构建数字孪生矿山,通过数字孪生矿山和物理矿山的智能交互演化,达到对煤矿安全、高效、绿色的生产控制。构建了将人工智能技术和矿山深度融合的包括设备层、智能层、应用层的智能矿山三层构架:应用层处于智能矿山的最高层,其中的数字孪生矿山子层相当于“数字大脑”,实现矿山最高层次的智能控制;智能层中的智能体要求子系统不仅仅是应用人工智能技术处理子系统所产生的数据,而是从架构上就要将智能计算、智能通信、智能控制融为一体。展望了智能矿山建设的发展趋势:智能化矿山需要加强人工智能技术和矿山融合度的深入研究,将现有的基于人工智能的故障检测、诊断及超前干预技术应用到机器人系统中,智能计算、智能通信、智能控制融合的巡检机器人将是最早能推广的井下智能体之一;智能化矿山需要进一步加强复杂巨系统建模技术的研究,只有建立了矿山的复杂巨系统模型,才能实现采矿活动和环境的协同互动,实现采煤活动的精准控制,复杂巨系统模型的缺乏将是未来智能矿山建设亟需解决的问题。     

基于V2I/V2N的感知融合系统技术及应用研究

随着智能驾驶技术的研究与发展,单车智能感知的局限性逐渐显现出来,基于V2X的感知技术解决了单车感知在遮挡等场景下的局限性。介绍一种基于V2I/V2N的感知融合系统技术方案,阐述其在智能驾驶系统中发挥的作用。重点讨论路侧感知与车载感知融合技术的算法架构及功能,研究利用V2I/V2N技术搭建智能网联汽车感知系统的可行性,研究基于V2I/V2N的感知融合系统在前车跟车行驶场景、车辆穿越交叉路口场景、高速路匝道车辆汇入场景三种典型场景下的应用。可以为车路协同感知技术应用研究提供参考。     

基于ROS平台的智能车运动线控系统设计及实现

针对无人操作智能车辆依靠特定硬件平台等问题,提出了一种基于ROS平台的无人小车的低成本运动线控系统解决方案。该方案基于上位机和下位机的控制结构,上位机代替驾驶员的功能负责决策,下位机负责执行命令。重点给出了上位机、下位机以及上下位机通信的软硬件设计思路和方法,并在ROS平台上使用了Modbus通信,构建了一个结构相对简单、功能可行的低速的无人车运动控制系统。该解决方案的所有软件都是开源或可自行设计的,为更多的研究人员以更低成本研究无人智能车提供了参考。实验结果表明,该运动控制系统解决方案是可行并且有效的,未来可应用于园区、学校等地的小型无人车的控制系统设计。     

智能汽车座舱人机交互任务复杂度分析方法

智能汽车座舱中的人机交互任务及行为直接影响车内用户体验.为了帮助汽车内外饰和人机交互界面设计师有效规避界面可用性差的风险,对智能汽车中人机交互行为进行了定量化的研究,总结了人机交互任务复杂度量化指标,挖掘了影响智能座舱内部人机交互复杂度的具体任务指标及权重分布,提出了基于熵的智能汽车人机交互任务复杂度测量方法,最终通过...