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室内巡检机器人的定位方法

兵工自动化 2024年第5期43卷 90-96页

作者：陈斌陶卫军南京理工大学机械工程学院南京210094

针对巡检机器人在室内环境进行巡检任务时无法准确到达指定位置的问题,提出一种基于激光雷达和里程计的分区域定位方法。当机器人工作在定位精度要求不高的非目标区域时,采用激光雷达加里程计的定位算法进行导航;而当机器人进入包含指... 详细信息

针对巡检机器人在室内环境进行巡检任务时无法准确到达指定位置的问题,提出一种基于激光雷达和里程计的分区域定位方法。当机器人工作在定位精度要求不高的非目标区域时,采用激光雷达加里程计的定位算法进行导航;而当机器人进入包含指定位置的目标区域时,则利用搭载在机器人上的激光测距传感器和已知位置的地标来推算机器人的当前位姿,并根据机器人的当前误差进行位姿矫正,实现机器人在目标位置的精确定位。实验结果表明:该定位方法的位置误差<2 cm,偏转角误差<1°,满足巡检机器人的定位精度要求,具备可行性和实际价值。

关键词：巡检机器人激光雷达里程计地标局域定位

基于YOLOv5算法的炮管内壁污渍识别与定位技术

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兵工自动化 2024年第4期43卷 1-6页

作者：冷祥智陶卫军南京理工大学机械工程学院南京210094

为准确评估炮管内壁的清理情况,采用YOLOv5人工神经网络结合机器视觉对清理后的155mm口径炮管内壁的污渍进行实时检测。考虑到污渍主要分为油污与残留的铜渍2种,在检测任务中通过图像识别技术分别对污渍进行种类识别、定位以及对污渍面... 详细信息

为准确评估炮管内壁的清理情况,采用YOLOv5人工神经网络结合机器视觉对清理后的155mm口径炮管内壁的污渍进行实时检测。考虑到污渍主要分为油污与残留的铜渍2种,在检测任务中通过图像识别技术分别对污渍进行种类识别、定位以及对污渍面积判定;利用图像像素信息与外部环境信息,基于单目摄像头采集的视频图像,采用改进并训练后的YOLOv5人工神经网络模型作为识别工具对炮管内壁进行实时图像识别。实验结果表明:该检测系统能较好地完成目标检测任务,对目标定位误差控制在5 cm内,满足炮管内壁自动清理中的内壁污渍定位要求。

关键词： YOLOv5 炮管内壁单目摄像头污渍检测

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一种基于ROS的分布式安防巡逻机器人系统

兵工自动化 2024年第6期43卷 87-90页

作者：丁林祥陶卫军黄潇东南大学成贤学院南京210088 南京理工大学机械工程学院南京210094

针对目前安防巡逻机器人系统中对机器人主控机负载能力要求较高的问题,设计一种基于机器人操作系统(robot operating system,ROS)的分布式安防巡逻机器人系统。将同时定位与建图(simultaneous localization and mapping,SLAM)节点以及... 详细信息

针对目前安防巡逻机器人系统中对机器人主控机负载能力要求较高的问题,设计一种基于机器人操作系统(robot operating system,ROS)的分布式安防巡逻机器人系统。将同时定位与建图(simultaneous localization and mapping,SLAM)节点以及视觉识别节点分布于局部ROS网络中的机器人主控机和远程监控端,SLAM方面采用gmapping算法实现动态环境中的地图构建以及机器人的定位;视觉识别方面采用TensorFlow深度学习框架,利用TensorFlow Object Detection API实现场景里多个物体的识别。结果表明,该系统为基于ROS的分布式安防巡逻机器人系统的设计提供了参考。

关键词：安防巡逻机器人系统 ROS 分布式系统 SLAM 视觉识别

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四足机器人对称步态变换研究与实现

中国机械工程 2007年第23期18卷 2797-2800页

作者：余联庆吴昌林马世平陶卫军武汉科技学院武汉430073 华中科技大学武汉430074 浙江师范大学金华321004 南京理工大学南京210094

提出了一种四足机器人步态的时序分析方法,该方法使用8个参数来描述一般步态,得到了常用对称步态一个跨步周期中各腿着地和抬起的时间序列。匀速情况下具有相同负荷系数和不同步距的两种行走步态之间只需一个变换步态,用实例说明了变换... 详细信息

提出了一种四足机器人步态的时序分析方法,该方法使用8个参数来描述一般步态,得到了常用对称步态一个跨步周期中各腿着地和抬起的时间序列。匀速情况下具有相同负荷系数和不同步距的两种行走步态之间只需一个变换步态,用实例说明了变换步态中各腿着地和抬起的时间序列。制作了一个具有12个关节的小型四足机器人,并介绍了其控制系统的构成。按照时间序列来驱动其行走,结果表明该方法适用于四足机器人对称步态变换分析。

关键词：时间顺序分析步态变换对称步态实验四足机器人

基于非正交多址接入的无线传输技术及安全性研究

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基于非正交多址接入的无线传输技术及安全性研究

作者：陶卫军东南大学

学位级别：硕士

随着第五代移动通信系统的飞速发展,传统的正交多址接入技术很难满足大规模用户设备连接和超低延时的需求。上行免授权非正交多址接入（Non-Orthogonal Multiple Access,NOMA）系统属于码域NOMA（Code Domain Non-Orthogonal Multiple A... 详细信息

随着第五代移动通信系统的飞速发展,传统的正交多址接入技术很难满足大规模用户设备连接和超低延时的需求。上行免授权非正交多址接入（Non-Orthogonal Multiple Access,NOMA）系统属于码域NOMA（Code Domain Non-Orthogonal Multiple Access,CD-NOMA）的一种,可有效解决用户数量激增导致的信令开销和传输延迟过大的问题,使得大规模连接成为可能。而另一方面物理层安全（Physical Layer Security,PLS）问题越来越成为人们关注的焦点。本文的具体研究工作如下:本文首先研究了上行免授权NOMA系统的多用户检测问题。结合了现有的逐帧联合稀疏模型和突发稀疏模型,即既考虑了部分用户在整个帧持续时间内活跃状态保持不变的情况,也考虑了部分用户仅在其中相邻的几个时隙保持活跃的情况,给出了一种更加符合实际场景的模型。随后针对该模型提出了一种块子空间追踪辅助的正交匹配追踪算法（Block-SP Aided Orthogonal Matching Pursuit,BSPA-OMP）,先使用块子空间算法求出在整个帧持续时间内都活跃的用户,作为单时隙求解的先验支撑集,再使用正交匹配追踪算法逐时隙求解仅在相邻时隙活跃的用户。仿真结果表明,在不同信噪比下,BSPA-OMP的误码率始终小于现有的先验信息辅助的自适应子空间追踪算法和先验信息辅助的块正交匹配追踪算法;在不同稀疏度下,BSPA-OMP的误码率仍始终小于上述两种现有的算法。本文还研究了CD-NOMA系统下的PLS问题,给出了CD-NOMA系统中合法用户的保密中断概率。对于一种特殊的CD-NOMA——稀疏码多址接入（Sparse Code Multiple Access,SCMA）,本文分别研究了其上下行安全传输机制。在SCMA系统下行安全传输时,通过对原星座图进行随机的角度旋转来获取加密星座图,从而实现了合法用户与窃听者之间的信息不对称。在SCMA系统上行安全传输时,通过利用基站与合法用户之间的信道相位信息,使用帐篷映射生成随机序列,将原始码字按随机序列的顺序重排,由于窃听者无法获知用户与基站之间的相位信息因而无法正确解码用户数据,该方法实现了安全传输。

关键词：非正交多址接入免授权块稀疏物理层安全

四足马机器人静步行稳定性实时检测与自调整方法

同方学位论文库评论

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同方学位论文库

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南京理工大学学报 2011年第6期35卷 791-796页

作者：陶卫军冯虎田余联庆南京理工大学机械工程学院江苏南京210094 武汉纺织大学机电工程学院湖北武汉430073

针对四足马机器人静步行中的的稳定性问题,提出了一种基于压力中心的实时检测方法。得到了静步行稳定性的定量化计算方法。基于检测到的稳定度和压力中心,提出了采用模糊推论实现静步行中的步行稳定性自调整的方法。自制小型四足马机器... 详细信息

针对四足马机器人静步行中的的稳定性问题,提出了一种基于压力中心的实时检测方法。得到了静步行稳定性的定量化计算方法。基于检测到的稳定度和压力中心,提出了采用模糊推论实现静步行中的步行稳定性自调整的方法。自制小型四足马机器人,并进行了不同地面的静步行实验。结果证明所提方法能实现四足马机器人的静步行稳定性检测与自调整功能,并能有效提高四足马机器人静步行的稳定性。

关键词：四足马机器人静步行稳定性压力中心实时检测模糊推论

基于土-履应变的履带机器人转向阻力矩建模与分析

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南京理工大学学报 2012年第3期36卷 516-521,528页

作者：欧屹钱林方陶卫军冯虎田南京理工大学机械工程学院江苏南京210094

为了准确描述小型履带式地面移动机器人转向运动,建立准确的控制模型,讨论了其转向阻力距的建模方法。采用传统的阻力均匀分布方法,分别建立了高速、低速时机器人的转向阻力模型。引入应力-应变理论提出了横向阻力、正压力线性分布时的... 详细信息

为了准确描述小型履带式地面移动机器人转向运动,建立准确的控制模型,讨论了其转向阻力距的建模方法。采用传统的阻力均匀分布方法,分别建立了高速、低速时机器人的转向阻力模型。引入应力-应变理论提出了横向阻力、正压力线性分布时的阻力矩模型。将该模型中的横向阻力非线性化分布,改进了计算模型。在不同行驶路况下转向的仿真计算和分析表明,与传统的转向阻力矩模型相比,基于应力-应变理论的转向阻力矩模型能更好地反映地面与履带间受力情况。

关键词：土-履应变小型履带机器人转向阻力距应力-应变

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多功能地面移动机器人设计与分析

南京理工大学学报 2010年第6期34卷 759-764页

作者：陶卫军欧屹冯虎田钱林方南京理工大学机械工程学院江苏南京210094

针对越野越障和搭载多种作业装备的需求,设计了一种配备共用搭载平台的多功能地面移动机器人。制定了机器人的主要性能指标,对机器人底盘和搭载平台结构进行了设计,并给出了控制系统的构成;基于所设计的机器人搭载平台,讨论了多功能地... 详细信息

针对越野越障和搭载多种作业装备的需求,设计了一种配备共用搭载平台的多功能地面移动机器人。制定了机器人的主要性能指标,对机器人底盘和搭载平台结构进行了设计,并给出了控制系统的构成;基于所设计的机器人搭载平台,讨论了多功能地面移动机器人的几种典型搭载模式,并采用经典力学方法对此机器人进行了底盘行驶力学和搭载平台运动力学分析。仿真结果表明,机器人能爬上30°的斜坡,搭载2套40mm口径火箭炮,实现所要求的越野越障和搭载多种作业装备的功能。

关键词：移动机器人搭载平台经典力学方法

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滚珠丝杠滚道误差测量与分析算法研究

南京理工大学学报 2010年第5期34卷 575-580页

作者：冯虎田李春梅陶卫军欧屹南京理工大学机械工程学院江苏南京210094

该文研究了滚珠丝杠滚道几何参数的测量和计算方法。该算法将采集的数据点分割成滚道数据域和丝杠外径数据域,分别对这2个数据域进行拟合处理,得到滚道几何参数,并给出了评定方法。实验采用非接触式测量方式,通过采集丝杠滚道法向误差数... 详细信息

该文研究了滚珠丝杠滚道几何参数的测量和计算方法。该算法将采集的数据点分割成滚道数据域和丝杠外径数据域,分别对这2个数据域进行拟合处理,得到滚道几何参数,并给出了评定方法。实验采用非接触式测量方式,通过采集丝杠滚道法向误差数据,实现对丝杠各个滚道参数的测量。该方法可以实现丝杠中径、丝杠外径、螺距、滚道跳动、滚道形状误差的测量与分析,与繁琐的手工测试手段相比,具有采集的数据点多、效率高的优点,得到的测量结果能更好地反映丝杠型面误差。

关键词：滚珠丝杠滚道几何参数数据采集误差分析