面向旋翼无人机的高压输电线在线检测方法

面向旋翼无人机电力巡线的高压输电线在线检测对算法实时性、鲁棒性要求高的问题,提出了一种基于边界搜索和Radon变换(BSRT)的高压输电线识别算法.分析了高压输电线在图像中的边界贯穿特征,提出了以图像四条边界作为起始点的搜索策略,给出了边界约束下的直线特征Radon变换能量函数和求解方法.复杂度分析结果表明本算法与经典的Radon算法相比,复杂度降低了一个数量级.以人工合成图像和无人机实际航拍图像,对本算法、Radon算法和LSD算法在实时性和有效性方面进行了实验对比分析,实验结果表明,本算法的处理速度较Radon算法有很大的提高,与LSD算法的处理速度基本处于同一量级,但本算法的高压输电线检测精度大幅优于传统的Radon和LSD算法.理论分析及实验结果证明,提出的BSRT方法有效地解决了经典Radon算法的高复杂度和LSD算法的复杂背景高敏感性的问题,具有较好的应用价值.     

多飞行机器人吊运系统研究进展及挑战

多飞行机器人吊运系统是指由多个旋翼飞行机器人、吊绳及单个悬挂负载共同构成的具有空中操作能力的一类新型机电系统,具有灵活性强、地域可达性好、运输便捷、载荷能力强等显著优点.多飞行机器人吊运系统应用广泛,但是其建模与控制还存在诸多挑战.旋翼飞行机器人自身是一种复杂的欠驱动非线性系统,随着吊绳和负载的引入,系统的耦合性、欠驱动特性和非线性也会随之增加.为了全面对多飞行机器人吊运系统的研究进行综述,首先介绍了多飞行机器人吊运系统的常见构型,并对比分析了其优缺点;其次,从动力学建模、协调控制、实验三个方面介绍了多飞行机器人吊运系统的研究现状与挑战;最后,凝练了现存的关键科学问题,对其潜在的应用领域和未来的研究工作进行了探讨与展望.     

基于肌电信号容错分类的手部动作识别

针对肌电交互系统中因电极断开、损坏及数据传输中断等故障造成的数据错误/丢失问题,提出一种基于高斯混合模型的肌电信号容错分类方法,通过对肌电信号特征样本中错误/丢失数据边缘化或条件均值归错实现非完整数据样本分类.应用所提出的方法识别5种手部动作,实验结果表明,该方法的动作识别精度要高于传统的零归错与均值归错方法.最后,融合容错分类机制开发了肌电假手平台,在线实验验证了提出的方法可以有效提高肌电交互系统的鲁棒性.     

移动机器人3维路径规划方法综述

按照建模原理的不同,将目前各种3维路径规划方法分为4类,阐述了各种方法的工作原理,指出了 各种方法在不同应用领域的优势和劣势．分别从实时性、动态环境适应性、规划路径的光滑性、全局规划能力以及 加入动力学约束的难易程度等方面进行了比较．分析结果指出,基于虚拟势场与导航函数的方法实时性最好,可在 局部规划器中优先选用．基于数学优化的方法能够综合考虑各种动力学约束;而基于生物智能的方法虽然便于表达 各种棘手的约束,但规划周期太长,只适用于长周期调用.     

仿射非线性系统的广义逐点最小范数控制

在Freeman的逐点最小范数控制器的基础上,提出了一种新的非线性控制器设计框架一广义逐点最小范数控制器,并证明了其连续性.通过一个引导函数,新的控制器可以和其他的控制器设计策略结合,从而大大提高了控制器设计的灵活性.另外,给出了新方法的两个应用:改善局部线性化控制器稳定域较小的缺陷;及和其它控制器设计方法结合,使之能够简单有效地处理具有输入约束的系统.     

一种移动机器人在三维动态环境下的路径规划方法

提出一种基于遗传算法的三维动态环境下的路径规划方法,通过对机器人的运动行为进行编码,将各种约束条件融入到遗传算法当中,规划出可实际应用的避障路径,仿真研究表明该方法是简单有效的.     

基于局部子图匹配的SLAM 方法

针对现有的SLAM 解决方法在机器人被“绑架”时失效的问题,提出了基于局部子图匹配的方法．该 方法对现有的SLAM 解决构架进行了改进,提出交点最优匹配的特征相关算法,并且将奇异值分解方法引入机器人 定位．最后,在结构化环境下将本方法和基于扩展卡尔曼滤波器的方法进行比较,讨论了基于局部子图匹配的方法 在结构化环境中解决机器人“绑架”问题的有效性和可行性．     

多无人直升机的相对动力学建模方法及其编队控制

本文将多无人直升机编队控制分解为若干对具有主从结构的无人直升机相对状态控制问题,并提出利用相对动力学建模方法设计编队控制器.无人直升机相对动力学由6自由度空间刚体相对动力学和单体直升机飞行动力学两部分组成.基于这种相对动力学模型利用反馈线性化和扩展高增益观测方法设计具有内外环阶梯结构的控制器.最后,通过仿真验证了这种方法能够跟踪给定期望值并具有一定扰动抑制能力.     

基于表面肌电的运动意图识别方法研究及应用综述

表面肌电信号 (Surface electromyography, sEMG) 是人体自身的资源, 蕴含着关联人体运动的丰富信息, 用它作为交互媒介以构建人机交互 (Human-robot interaction, HRI) 系统有天然的优势.通过肌电信号实现人机自然交互的关键是由肌电信号识别出人体运动意图, 通常包括离散动作模态分类、关节连续运动量估计及关节刚度/阻抗估计等三方面内容.本文详细归纳基于表面肌电的运动识别方法研究成果, 总结当前研究的特点; 随后, 介绍基于表面肌电的运动识别技术的应用现状, 并探讨制约其推广的主要问题; 最后, 展望该技术的未来发展.     

非完整约束下的机器人运动规划算法

由非完整约束定义提出一种改进RRT(快速搜索随机树)算法,解决受动力学约束的移动机器人运动规划问题.该算法将移动机器人的非完整约束条件与RRT搜索算法相结合.针对RRT算法在全局状态空间均匀随机搜索导致算法无谓耗费代价大的缺陷,引入目标偏向思想,并选择计算复杂度低的距离参数提高求解速度.通过几类典型的非完整约束下的机器...