全自主足球机器人混合视觉系统的设计与实现

根据中型组机器人足球比赛的需要,设计并实现了一套由全向视觉、前向单目视觉和嵌入式视觉构成 的混合视觉系统．全向视觉具有360± 的水平视角,信息量大、实时性好,但近端信息的感知识别精度较低,前向单 目视觉和嵌入式视觉就是为了解决该问题而加入的．前向单目视觉主要用于识别位于机器人正面不远处的目标,且 可给出精确的目标位置信息,同时全向视觉和前向单目视觉的处理都是在机器人上位机上进行的．为了解决机器人 非前向近端信息缺失的问题,在不增加上位机负担的情况下,本文通过下位机的嵌入式视觉识别机器人周边非前向 近端的动态目标或障碍物,较好地解决了机器人360± 范围内近端信息的获取问题．实验结果表明,该视觉系统较好 地实现了对机器人远端、近端目标的识别．     

面向位控机器人的力/位混合控制

本文提出了一种面向位控机器人的力/位混合控制策略．通过力反馈信息对未知约 束进行估计获得位控和力控方向,根据位控和力控方向对机器人终端的运动轨迹进行规划, 并采用阻抗力控制规律以使机器人获得较好的柔顺性．仿真试验表明,该策略具有较高的力 控制精度和表面跟踪能力．     

微操作机器人的研究现状与发展趋势

随着科学技术向微小、超精密领域的方向发展，机器人所要操作的对象也从宏观领域扩展到亚微米、纳米级的微观领域．因此，由微定位技术与机器人技术结合而产生的微操作机器人是机器人领域的新的研究方向，具有广阔的应用前景．本文总结了国内外微操作机器人领域的发展现状，介绍了微操作机器人的结构特点，列举了其部分的应用实例，在文章的最后展望了微操作机器人的发展趋势．     

基于DCOM的分布式机器人控制

机器人的应用领域不断在扩展，为了适应机器人在非工业环境的应用，机器人 的控制逐渐向分布式结构发展．DCOM技术是Microsoft对组件化编程的扩展，能够支持在局 域网、广域网甚至Internet 上不同计算机的对象之间的通讯．本文介绍了目前该领域的研 究状况，提出了一种基于DCOM的分布式的组件机器人架构．     

涂胶机器人视觉系统的应用研究

对涂胶机器人智能系统的视觉部分进行了应用研究，系统引入了模式识别、基于图像的NC代码生成、胶线表面质量检测等关键技术．这些技术的集成应用，有益于涂胶机器人向高度自动化、智能化方向发展．     

基于Klann连杆的球腿复合机器人的设计与研究

结合球形和四足机器人两者优势,创新性地提出一种能适应多重作业环境的球腿复合移动机器人．在滚动模式下,对其进行直线滚动和侧滚转向分析,验证机器人转向的可行性．在四足模式下,以复数矢量法求得机器人足端坐标,并用Matlab绘制的足端轨迹曲线与Adams仿真曲线对比,验证了理论的正确性．以抬腿高度作为目标函数,由非线性规划算法求得足端轨迹最优解．采用质心投影法分析了机器人四足行走时的稳定性．建立仿真模型对机器人的四足直行、四足转向、四足爬坡和球体侧滚等运动模式进行仿真试验．同时,制作一台样机,验证了该机器人方案设计及各运动模式的可行性．     

移动机器人的超声模糊避障算法

超声传感器是移动机器人避障常用的传感器．但存在幻影的干扰。该文提出多个超声传感器的模糊避障算法．该算法把多个超声传感器分为左右两组．如果障碍物在右侧．机器人就向左转，反之机器人向右转。实验表明．该文提出的算法可以实现机器人的安全避障。     

四履带双摆臂机器人越障机理及越障能力

为发挥四履带双摆臂机器人的最佳越障性能,本文从运动学的角度,在固定双履带机器人越障机理的 基础上,分析了四履带双摆臂机器人克服台阶、斜坡、沟道等典型障碍的运动机理及其最大越障能力,重点研究了 四履带双摆臂机器人正向和反向两种攀越台阶方式的运动机理及其最大越障能力．以CUMT-II 型煤矿探测机器人 样机为例,绘制了机器人仰角、摆臂摆角与跨越台阶高度的3 维关系图,以及斜坡坡度与摆臂摆角关系曲线,并求 出了相应的最大越障能力的理论值,与实验室实测数据进行了对比分析．本文推导出机器人的最佳越障性能及对应 的质心和摆臂的位置,可为机器人越障时质心位置的控制提供理论依据．     

线驱动模块化七自由度机器人轨迹跟踪控制

阐述了一种线驱动与常规串联驱动相结合的混合设计方法．这种设计方法融合了线驱动并联机构和模块化串联机构的优点，而且混合驱动机器人的工作空间大于完全线驱动机器人的工作空间．文章首先介绍了混合驱动机器人的机构设计，也就是机器人的肩关节采用模块化串联结构，而肘、腕关节采用线驱动结构．然后利用几何分析的方法来解机器人前向运动学问题．在分析驱动线长与关节角之间变换关系的基础上，分别利用速度法和关节角增量法来计算机器人逆向运动学解．最后，使用VC++实现混合驱动机器人对直线运动轨迹进行跟踪的仿真，从而证明了文章所描述的设计方法的正确性．     

基于总体势减小的动态调度技术解决多机器人的路径规划

本文提出了一种解决多机器人路径规划与协调问题的新方法：基于总体势减小的优 先级动态调度策略．文中引入了总体势的概念,机器人从起始点向目标点运动过程中,始终 沿着总体势减小的方向进行,逐步引导机器人导航任务的完成．     

航空影像辅助下的城区机载LiDAR汽车目标检测方法

机载激光雷达(LiDAR)技术的出现为地面汽车目标检测提供了新的途径。为了从机载LiDAR点云数据中提取汽车对象,根据不同地物的属性特征,提出了一种航空影像辅助下的城区机载LiDAR汽车目标检测方法。首先利用形态学开重建滤波完成地面和地物的分类,然后在地物点的基础上结合正射影像,通过归一化植被指数(NDVI)特征完成对植被和非植被地物的初步分类,最后在非植被地物的基础上,根据地物对象的形状特征及高程信息完成汽车和建筑物及阴影植被等非汽车对象的分类,从而完成汽车目标的提取工作。3个实验区的计算结果表明:该方法能有效从LiDAR点云中提取汽车目标,正确度和完整度的均值分别为95%和85%,满足实用性要求。     

基于改进型目标重识别算法的高速公路车辆轨迹还原

针对高速公路场景下难以实现车辆轨迹精准还原的问题,提出以新近大规模建设的ETC门架系统作为检测载体,将车牌识别与车辆重识别(ReID)技术结合实现更好的轨迹还原效果.高速公路车辆目标多、速度快,常用目标检测算法难以满足属性检测与重识别要求的情况下,对多目标检测与重识别的FairMOT算法结构作出改进,添加多个并行头输出,对车牌、车辆颜色、类型、品牌及重识别等特征同时训练,输出车辆多标签属性;制作数据集并开发一套数据标注工具以满足多目标、多标签及重识别标注需求.实验表明,车牌识别准确率达到97.32％,车辆重识别rank-1为86.94％.采用车牌识别与ReID相结合的方式,车辆轨迹还原准确率超过85％,与ReID及车牌识别单独使用相比分别提高了14.8％与9.89％.该方法以27.5 fps的推理速度在高速公路车辆轨迹还原实践中取得了较好效果,也为智能算法在高速公路领域深化应用提供了实践基础.     

智能车运动仿真平台设计

为了辅助开发人员进行智能车PID控制参数的设定及修正, 设计了一种智能车运动仿真平台, 该仿真平台由三部分模块组成. 轨道模块内部记录有当前仿真环境下的跑道形状及参数信息; 车辆模块内建有智能车的运动模型及参数; 运行仿真模块用于模拟物理运行环境并建立有坐标信息. 运行过程中, 运行仿真模块接收来自用户的车辆运动及PID控制参数, 在车辆模块的协助下, 实现对车辆位置以及误差信息的计算. 实验表明, 与现有算法相比, 本平台不受传感器类型的限制, 可以更真实的仿真车辆的运动状态, 同时为开发人员进行PID参数调整提供了实践依据.     

一种简单快速的车标定位方法

由于视点的不同,单纯的车辆外形对车辆的类型识别不具有决定性的意义,而车标则对车辆类型具有决定意义。提出了一种快速的从粗到精的车标定位方法：首先根据车头前方车牌的纹理特征大致确定车牌位置,并结合车头本身的对称性等先验知识粗略地确定车标的位置;然后在粗定位的小范围内利用边缘特征和形态运算进行车标的定位。考虑到各种噪声以及形态学的影响,在车标识别中利用模板匹配进行精定位和粗识别。利用已有的识别方法对该车标定位算法进行了验证,结果表明,该方法能快速、准确地定位车标位置,且识别率能达到实时应用的要求。     

基于事件触发机制的自主车辆队列协同控制

为应对通信过程存在的扰动以及减少自主车辆队列控制中的信息冗余、资源浪费,提出了一种基于事件触发机制的自主车辆队列协同控制算法,保证自主车辆队列的稳定运行。首先,针对有向通信拓扑结构下的自主车辆队列设计基于事件触发机制的协同控制算法,即使存在扰动约束,自主车辆也可以在该算法的控制下有效跟随领航车辆的速度,且与相邻车辆保持期望的安全距离。其次,通过设计Lyapunov函数以及分析Zeno行为,证明算法的有效性和安全性。最后,通过MATLAB仿真验证了控制算法的正确性。     

基于红外光电传感器的智能车两轮差速转向模糊控制

介绍了一种基于红外光电传感器的智能小车两轮差速转向模糊控制系统,该系统以单片机最小系统为核心,根据寻迹传感器的检测值判断小车运行状态,从而改变电机转速,实现控制小车的目的。实验结果表明,采用模糊控制方法对两轮差速转向进行控制,小车运行稳定,路径跟踪可靠,控制性能良好。     

位移场估计法在交通管理中的应用研究

智能交通系统中，车辆的行驶速度是重要的参数之一，为了快速获得车辆的行驶速度，提出了一种基于位移场的运动场估计计算法，该方法首先构造一个基于图象灰度的指标函数，再通过变分法中的欧拉方程分析和偏微分方程的数值解法，即可得到序列图象间的位移场；然后利用帧间位移场、帧间时间差、摄像机与车辆间的距离等参数相结合可计算出车辆的行驶速度，实验结果表明，与块匹配法相比，该方法不仅可得到更好的位移场，而且可快速获得车辆的行驶速度。     

The effect of vehicle characteristics on drivers' risk-taking behaviour

There is evidence linking certain vehicle characteristics to crash involvement and one possible mechanism behind this relationship is that these vehicle characteristics influence drivers' risk-taking behaviour. In order to investigate this, we conducted a roadside observation survey and a questionnaire-based study. Both revealed a significant relationship between vehicle performance and drivers' risk-taking behaviour. The causal direction of this relationship has important consequences. If drivers' risk taking predicts their car choice, then it could be justifiably argued that individuals who take more risks when driving simply choose more powerful vehicles to facilitate their behaviour. However, if it is the case that vehicle characteristics adversely influence drivers' risk-taking propensity then this has implications for vehicle design. Results indicated that the causal pathway operates independently in both directions. Finally, we sought to determine which vehicle characteristics influenced risk-taking intentions independently of other confounded characteristics. We found that high vehicle performance and a greater number of safety features led independently to greater intended risk taking in general, while higher internal car noise led to closer car following and more risky gap acceptance, but not to greater speed. Vehicle smoothness and handling did not affect risk-taking intentions.     

The effect of vehicle characteristics on drivers' risk-taking behaviour

There is evidence linking certain vehicle characteristics to crash involvement and one possible mechanism behind this relationship is that these vehicle characteristics influence drivers' risk-taking behaviour. In order to investigate this, we conducted a roadside observation survey and a questionnaire-based study. Both revealed a significant relationship between vehicle performance and drivers' risk-taking behaviour. The causal direction of this relationship has important consequences. If drivers' risk taking predicts their car choice, then it could be justifiably argued that individuals who take more risks when driving simply choose more powerful vehicles to facilitate their behaviour. However, if it is the case that vehicle characteristics adversely influence drivers' risk-taking propensity then this has implications for vehicle design. Results indicated that the causal pathway operates independently in both directions. Finally, we sought to determine which vehicle characteristics influenced risk-taking intentions independently of other confounded characteristics. We found that high vehicle performance and a greater number of safety features led independently to greater intended risk taking in general, while higher internal car noise led to closer car following and more risky gap acceptance, but not to greater speed. Vehicle smoothness and handling did not affect risk-taking intentions.     

车用尾气催化剂催化特性的模拟

为研究车用尾气催化剂在实际使用中的工作性能,本文建立了用于模拟车用尾气催化剂的转化率－温度特性模型,以及空速对转化率影响的计算模型,利用上述模型可根据不同车辆行驶工况下催化剂的人口温度以及空速情况,计算出相应工况下的催化转化率,这样还可为催化剂的设计提供指导。此外,本文还讨论了所建模型的限制之外。