移动机器人的导航定位和地图构建技术综述

在非结构环境或动态环境下,移动机器人必须学会如何导航。目前相关的研究主要集中于机器人定位和地图构建两个方面。本文介绍了移动机器人的主要特征和发展概况,分析了移动机器人定位技术的研究动态,总结了移动机器人地图构建的主流技术和发展趋势,为进一步的研究工作建立了基础平台。     

激光线位移传感器基本误差测得值的不确定度评定

本文介绍了用光栅式指示表检定仪测量输出为电流信号的线位移传感器的不确定度评定方法,为以后测量输出为电信号的线位移传感器的不确定度评定提供参考.     

压电式压力传感器的一种动态建模方法

针对数学模型在动态校准实验数据处理中的重要地位,结合激波管对压力传感器测试系统动态校准所得实验数据,介绍了一种基于广义最小二乘法的动态数学模型建立方法.并利用Matlab/Simulink模块进行了仿真验证,由仿真结果表明该时间域数据处理方法具有简洁性、准确性的特点,特别适合于动态校准中建立差分方程模型.     

基于优化思想的地磁传感器数据处理方法的研究

本文提出了一种用优化思想来处理地磁信号的方法.利用这种方法进行曲线拟合比传统的最小二乘法简便.特别适用于处理非线性的拟合方程问题,通过对一组地磁传感器输出数据进行的圆方程拟合,表明这种方法是简单可行的.     

热电偶传感器的一种非线性补偿方法

本介绍最小二乘法在热电偶传感器线性化中的应用。编写应用程序，给出拟合表达式，最后根据拟合表达式给出用线性放大器、平方放大器及加法器等实现利用热电偶进行温度测量的线性化处理的电路结构。结果表明此方法较好地解决了热电偶传感器非线性误差问题。     

基于势场路径规划的机器人同步定位与地图构建

针对特征点同时为障碍物的环境,提出一种基于势场路径规划的同步定位与地图构建算法,其能够分析事物的特征点、有效消除障碍物、构建良好的环境,具有十分重要的作用。这一算法经过专家学者长时间的研究,能够推算出基于势场地位的控制规律,其不仅能够对机器人同步定位与地图构建进行动态定位,还能够确保其综合性能,突破了原有格局、开创了新的发展局面。该文具体阐述SLAM系统状态,对机器人进行实时监测,另外建立系统模型,采用合理的方式进行路径规划。     

基于Verilog的曲线拟合方法研究①

传统的曲线拟合方法大部分是基于Manab或者C语言来实现,本文提出了一种基于Vedlog的曲线拟合的验证方法,将软件算法甩硬件语言来实现,并与实测压力传感器数据相结合。验证了该方法的可行性。     

基于数值分析的压力传感器温度补偿方法研究

现有的压力传感器存在温度漂移和非线性等问题。在-40～80℃工作温度下进行压力传感器标定试验,建立一种基于数值分析的结合三次样条插值、最小二乘法、牛顿插值法的压力传感器温度补偿模型,并基于试验标定数据进行仿真,结果表明:采用该压力传感器温度补偿方法后,最大零点偏移和最大灵敏度误差分别为5.597 Pa和0.2%,最大相对误差为0.19%,极大地修正了压力传感器的温度漂移,该温度补偿模型的可行性和实用性得到验证。     

电容式水分传感器的非线性特性与改善方法

电容法水分快速测定仪是最常用的现场水分快速检测设备之一,但由于非线性影响,电容法水分检测的准确性受到限制.本文介绍了电容式水分传感器的工作原理,探讨了非线性影响因素,建立了非线性影响的数学模型,提出了较全面的硬件改善措施和利用最小二乘法确定传感器输出特性多项式回归模型的软件补偿方法.设计实践表明,利用本研究方法对电容式水分传感器进行非线性补偿效果良好.     

电涡流传感器最佳工作区间确定方法研究

电涡流传感器因非接触测量、抗干扰力强等优点在生产中得到了广泛地应用,但其精度很难到达几个微米。根据精度分析理论,采用误差修正技术,提出“最小区间数”与“最大区间段”的工作区间优选原则,确定电涡流传感器的最佳工作区间,以提高传感器测量精度。应用该方法对商业电涡流传感器进行了精度标定,结果显示,将原有的电涡流传感器±10μm误差提升至最佳工作区间的±4μm精度。     

激光测距系统中光学屏蔽膜系的研究

针对激光测距系统中光咱成像受电磁波干扰影响测量质量的问题，本文分析了比较了金属光学薄膜与ITO薄膜的光学屏蔽特性。采用磁控反应溅射的方法在关键光学零件表面制备了ITO膜，经过性能测试表明：ITO膜可以满足现代激光测距的光路屏蔽要求。     

激光接力测量方法和误差分析

为了解决工程实际应用中遇到的被测物体长度大于作为基准的激光束长度的问题,提出了一个接力测量方法.该方法将被测物体分段测量,相邻两段之间有一定长度的重合部分,利用重合部分在两段测量中的测量结果,用最小二乘直线拟合找出相邻两坐标系间的关系,从而将分段测量的数据表达在一个统一的坐标系中.以直线型被测物体为例,详细介绍了激光接力测量方法.分析了方法的误差并给出了依据测量误差要求选取测量参数的方法.结合应用实例,讨论了影响测量精度的因素.结果应用到客运专线轨道平顺度检测中,取得了满意的效果.     

基于用户旅程图的机器人社会情感动作表达方法研究

目的 基于用户旅程图的分析视角,研究机器人通过动作展现复杂社会情感的方法。方法 首先,对社会情感的定义和内容进行分析,将社会情感拆分成个体自身的情感和面向他人的情感;其次,梳理用户旅程图的实施方法,提取事件、用户、触点、阶段和步骤的要素类比映射机器人情感表达,得到角色、情景、刺激、情感表达流程和情感表达步骤的研究要素;最后,基于上述内容生成了机器人社会情感动作表达的方法,并通过宠物机器人的情感表达任务实验验证了识别度。结论 研究提出的机器人社会情感动作表达方法具有模块化表达、系统化设计和流程化分析的优势,包括能够将社会情感拆分成简单的基本情感模块,优化机器人复杂情感表达问题;能够通过系统化设计呈现情感变化过程,展现出机器人的交互意图;能够以流程化分析的方法将情感变化过程细化成具体的组合动作,为机器人情感表达动作的设计提供指导。     

显著性加权最小二乘图像匹配跟踪方法

针对复杂背景下运动目标跟踪这类问题,提出了一种显著性加权最小二乘图像匹配跟踪算法.新方法首先根据目标上不同区域和背景的差别大小,给每个目标区域赋予不同的权值.然后将权值与最小二乘图像匹配算法结合起来对目标进行跟踪.实验中将本文算法与三种经典跟踪算法进行比较,实验结果表明,在复杂背景下,新算法仍然可以有效、准确地跟踪运动目标,而经典算法均出现问题.新算法的单帧处理时间也可以满足实时处理要求.     

基于深度学习利用特征图加权融合的目标检测方法

为了提高目标检测的准确性,提出了一种基于深度学习利用特征图加权融合实现目标检测的方法。首先,提出将卷积神经网络中的浅层特征图采样后与最深层特征图进行加权融合的思想;其次,根据所提的特征图加权融合思想以及卷积神经网络的具体结构,制定相应的特征图加权融合方案,并由该方案得到新特征图;然后,提出改进的RPN网络,并将新特征图输入到改进的RPN网络得到区域建议;最后,将新特征图和区域建议输入到后续网络层完成目标检测。实验结果表明所提方法取得了更高的目标检测精度以及更好的目标检测效果。     

基于情境体验的移动室内地图需要与策略研究

目的研究基于情境体验的移动室内地图交互设计,提升用户体验。方法通过阐述情境体验定义及要素关系,分析其对室内地图交互设计的影响,根据室内地图的功能特点,归纳出产品的3种典型使用情境,具体分析了各典型情境中的情境影响因素。结论总结出了用户在特定情境下的关注点和需求,并提出了基于情境体验的移动室内地图产品交互设计策略,最终结合设计实践对理论可行性进行了验证。     

基于线激光传感器的工件尺寸测量系统的误差补偿方法

提出了一种基于线激光传感器的工件尺寸测量系统的误差补偿方法,利用坐标系投影和图像处理技术进行误差补偿。设定传感器坐标系OM-XMYMZM和设备坐标系O-XYZ,分析坐标轴夹角φ、δ、γ对工件尺寸坐标值X、Y、Z的误差,建立了基于φ、δ、γ在XOY、YOZ、XOZ平面上的投影角α、β、θ的误差补偿模型。利用图像处理技术测得α、β、θ,计算经过误差补偿的工件尺寸坐标值X′、Y′、Z′。对尺寸100mm×100mm×10mm的长方体工件进行测量实验,分别测量了长度、宽度、圆心距、圆直径、圆线距、台阶高度。测量结果表明:经误差补偿后的工件尺寸测量误差在40μm以内,优于未补偿前的520μm;均方根误差低于40μm,优于未补偿前的580μm。其中,圆心距误差补偿效果最显著,测量误差减小了560μm;圆直径误差补偿效果最不明显,测量误差减小了10μm。     

基于非对称往返测距的海洋无线传感网络节点定位算法

提出一种新的基于非对称往返测距的海洋无线传感网络节点定位(LMARR)算法,该算法利用节点间非对称的接收与发送测距信息的时间差,推算出节点间海水声速以及未知节点与其邻居参考节点之间的距离,将三维距离信息转换成二维,运用最小二乘法完成定位计算。与SWN和ARTL算法相比较,仿真结果表明:LMARR算法能有效地提高节点定位的精度,特别是在深度为20～120m海水声速持续变化的区域,定位精度比SWN算法提高了20%,比ARTL算法提高了33%;此外,LMARR算法还具有较高的稳定性。     

基于激光测距的移动机器人3-D环境感知系统设计

采用2-D扫描的激光测距传感器与精密转动云台设计并实现了非结构化环境下的移动机器人感知系统,通过传感器平台俯仰与水平的转动实现了3-D环境感知。针对噪声干扰提出了一种动态自适应滤波器,通过时间与空间上相邻测量值的分析实现了实时动态的滤波。在3-D环境的地形重建过程中,结合中值滤波器与高斯滤波器实现了高度图的平滑与插补。通过地形平坦性分析判断移动机器人的可行区域与障碍区域,从而为移动机器人导航过程中的环境建模与路径规划提供了支持。     

Measurement Procedure Error of a Distance Gauge Based on a Frequency-Modulated Range Finder with Weighted Smoothing of the Digitization Error

The potential capabilities of a weighted method of smoothing the digitization error of a distance gauge based on a frequency-modulated range finder are considered. Exact analytic relations for the measurement error produced with the use of a weighting function of arbitrary form are obtained. For certain special cases, concrete quantitative calculations are performed and the results compared to theoretical estimates given in the literature as well as to estimates of the error found by means of computation simulation.