检索结果-南通市图书馆

智能系统学报 2023年第1期18卷 144-152页

作者：韦知辛方勇纯南开大学机器人与信息自动化研究所天津300071 南开大学人工智能学院天津300071

自主发育算法在智能机器人等领域有着广阔的应用前景,考虑到现有方法的局限性,本文提出了一种融合人类认知模式的自主发育神经网络,并将该方法应用于手势识别任务中。通过动态改变神经元预响应值计算过程中的人为指导部分来模拟人类的... 详细信息

自主发育算法在智能机器人等领域有着广阔的应用前景,考虑到现有方法的局限性,本文提出了一种融合人类认知模式的自主发育神经网络,并将该方法应用于手势识别任务中。通过动态改变神经元预响应值计算过程中的人为指导部分来模拟人类的学习方式,提出了基于动态k值的top-k竞争机制,并模拟人脑对知识的接收和记忆功能实现优胜神经元突触权重的更新,最后基于神经元认知能力反馈进行突触重调整。对比实验结果表明,与原有方法相比,经该文改进后的自主发育网络在手势识别任务中具有更好的学习效果和更高的识别率。

关键词：自主发育网络手势识别人类认知模式 top-k竞争机制神经元认知能力反馈突触重调整增量分级回归树算法叶成分分析算法

基于LiDAR/INS的野外移动机器人组合导航方法

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智能系统学报 2020年第4期15卷 804-810页

作者：宋锐方勇纯刘辉南开大学人工智能学院

移动机器人在地形复杂等野外环境跨区域运动时,机器人运动特性和环境特征变化更为明显,由此引起的点云畸变和特征点稀疏等问题尤为突出,有必要结合传感器标定误差、车轮打滑和车体颠簸等因素进一步改进机器人的位姿估计精度。本文对基于... 详细信息

移动机器人在地形复杂等野外环境跨区域运动时,机器人运动特性和环境特征变化更为明显,由此引起的点云畸变和特征点稀疏等问题尤为突出,有必要结合传感器标定误差、车轮打滑和车体颠簸等因素进一步改进机器人的位姿估计精度。本文对基于LiDAR/INS的移动机器人环境建模和自主导航方法展开研究,针对LeGO-LOAM等在处理车体姿态快速变化时的性能退化问题,提出一种适用于野外移动机器人运动特性的点云特征分析和多传感融合方法,利用IMU的预积分与LiDAR的scan-to-map构成优化函数,进而迭代更新机器人的位姿。野外环境实验结果表明,当机器人以较高速度做转弯运动或在短时间内多次转向时,本文所提方法仍可以为优化提供良好的初值估计,相比LeGO-LOAM等方法具有更高的位姿估计精度。

关键词：移动机器人同步定位与建图位姿估计紧耦合非线性惯性导航组合导航系统数据融合

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基于多传感融合的自主发育网络场景识别方法

机器人 2021年第6期43卷 706-714页

作者：余慧瑾方勇纯韦知辛南开大学人工智能学院机器人与信息自动化研究所天津300071 天津市智能机器人技术重点实验室天津300071

现有的场景识别方法准确率低,适应能力不强.为此,将自主发育神经网络应用于机器人场景识别任务,提出了2种将自主发育网络与多传感器融合技术相结合的场景识别方法,即基于加权贝叶斯融合的机器人场景识别方法,以及基于同一自主发育网络... 详细信息

现有的场景识别方法准确率低,适应能力不强.为此,将自主发育神经网络应用于机器人场景识别任务,提出了2种将自主发育网络与多传感器融合技术相结合的场景识别方法,即基于加权贝叶斯融合的机器人场景识别方法,以及基于同一自主发育网络架构数据融合的场景识别方法,分别在决策层以及数据层对多传感器信息进行融合,提高了场景识别的准确度,而自主发育网络则提升了识别方法针对各种复杂场景的适应能力.对于所提出的场景识别方法进行了实验测试与分析,证实了其有效性及实用性.此外,由于在同一网络架构下进行数据融合可更高效地利用数据,因此这种方法在场景识别的准确度方面具有更为优越的性能.

关键词：自主发育神经网络多传感器融合场景识别

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一种两自由度飞行机械臂系统的设计与实现

航空学报 2021年第2期42卷 258-268页

作者：何慰方勇纯梁潇张鹏南开大学机器人与信息自动化研究所天津300350 天津市智能机器人技术重点实验室天津300350

提出了一种基于欧拉-拉格朗日方法的飞行机械臂系统模型,在机械臂缓慢运动的合理假设下,模型不仅能有效描述实际系统,同时模型表达得到了精简。在此基础上进行控制器设计,首先使用输出变换将系统反馈线性化,并将内外环动态分离,基于此... 详细信息

提出了一种基于欧拉-拉格朗日方法的飞行机械臂系统模型,在机械臂缓慢运动的合理假设下,模型不仅能有效描述实际系统,同时模型表达得到了精简。在此基础上进行控制器设计,首先使用输出变换将系统反馈线性化,并将内外环动态分离,基于此分别设计外环滑模控制器和内环比例-积分-微分(PID)控制器。该控制器在仿真实验中能有效抑制机械臂带来的扰动且镇定和轨迹跟踪性能明显优于经典的串级比例-积分-微分控制器。结果表明本文提出的建模和控制方法能够有效补偿机械臂的已建模扰动,并能充分抑制机械臂摆动产生的未建模扰动,且控制器计算复杂度适中,能够满足实际应用需求。

关键词：无人机机械臂动力学建模非线性控制运动控制

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基于全局代价函数优化的立体标定方法

仪器仪表学报 2011年第10期32卷 2228-2234页

作者：苑英海方勇纯张雪波南开大学机器人与信息自动化研究所天津300071

提出了一种基于全局代价函数的立体标定方法。以张正友的单目摄像机标定算法为基础,同时选择合适的径向畸变模型,将左右摄像机的内参数、摄像机与标定板之间的外参数、镜头畸变系数,以及两个摄像机之间的外参数标定相互融合,使用一种约... 详细信息

提出了一种基于全局代价函数的立体标定方法。以张正友的单目摄像机标定算法为基础,同时选择合适的径向畸变模型,将左右摄像机的内参数、摄像机与标定板之间的外参数、镜头畸变系数,以及两个摄像机之间的外参数标定相互融合,使用一种约束性更强的全局代价函数作为优化目标进行非线性优化,经过一次优化便可以得到立体视觉系统中的摄像机参数。与通常的立体标定方法相比,该方法在目标函数中引入了左右摄像机之间外参数保持不变这一约束条件,从而使得重投影残差更小、标定精度更高,并且整个算法具有更强的鲁棒性。对比实验结果证明,这种基于全局代价函数优化的标定方法具有精度高、标定结果稳定等优点。

关键词：立体标定畸变模型非线性优化

一种基于筛选机制的快速概率占据图目标定位算法

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机器人 2016年第1期38卷 17-26页

作者：赵振杰方勇纯张雪波南开大学机器人与信息自动化研究所天津300071 天津市智能机器人技术重点实验室天津300071

提出一种基于筛选机制的快速概率占据图目标定位算法(SPOM),在多视角监控环境下,该方法能够快速准确地计算出进入场景中运动物体的位置.具体而言,首先设计了一种高效的筛选机制,可以根据运动检测的结果,粗略估计出运动目标在3维空间中... 详细信息

提出一种基于筛选机制的快速概率占据图目标定位算法(SPOM),在多视角监控环境下,该方法能够快速准确地计算出进入场景中运动物体的位置.具体而言,首先设计了一种高效的筛选机制,可以根据运动检测的结果,粗略估计出运动目标在3维空间中的位置;然后建立合适的似然模型,利用贝叶斯方法计算出目标出现在备选区域内各个位置上的概率,从而找到目标物体;最后,通过阈值化概率图的方法得到目标的位置信息,并采用粒子滤波器对定位结果进行校正,以进一步提高定位的准确度.相较于通常的概率占据图算法,该算法通过引入筛选机制来筛除目标不可能出现的位置,可大幅减小概率占据图的计算量,提高了运行速度,并且能够更准确地计算出目标物体的位置.基于自行搭建的实验平台,对这种基于筛选机制的定位算法和通常的概率占据图算法进行了对比实验,实验结果验证了本文算法能够更加快速准确地估计出动态目标的位置.

关键词：智能视频监控多视角目标定位贝叶斯方法产生式模型

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小型无人直升机的双时标鲁棒控制系统设计

中国科学技术大学学报 2012年第9期42卷 723-732页

作者：孙秀云方勇纯孙宁南开大学机器人与信息自动化研究所天津300071

针对小型无人直升机,提出一种双时标鲁棒飞行控制器的设计方法.首先根据小型无人直升机模型的特点和时标分离思想,将快速变化的姿态控制回路作为控制系统内环,慢速变化的平移控制回路作为控制系统外环,分别采用基于四元数描述的方法和... 详细信息

针对小型无人直升机,提出一种双时标鲁棒飞行控制器的设计方法.首先根据小型无人直升机模型的特点和时标分离思想,将快速变化的姿态控制回路作为控制系统内环,慢速变化的平移控制回路作为控制系统外环,分别采用基于四元数描述的方法和基于反步法的鲁棒控制完成控制器设计.然后运用Lyapunov方法对所设计的闭环控制系统进行稳定性分析,证明这种双时标飞行控制系统在没有干扰时可以实现跟踪误差的指数收敛.最后对该控制器进行仿真验证,结果表明,在阵风干扰下这种控制器仍然能够保证小型无人直升机实现良好的位置跟踪控制.

关键词：小型无人直升机位置跟踪控制双时标四元数鲁棒控制

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一种双摆效应桥式起重机光滑鲁棒控制方法

振动与冲击 2019年第22期38卷 1-6页

作者：孙宁张建一吴易鸣方勇纯南开大学机器人与信息自动化研究所

在现代工业领域,起重机被广泛用于大体积负载的运输工作。在许多实际应用场景中,由于吊钩的质量无法忽略不计,整个起重机系统往往呈现出复杂的双摆效应,这一特性增强了起重机系统的复杂性、非线性与欠驱动特性。因此,针对具有双摆效应... 详细信息

在现代工业领域,起重机被广泛用于大体积负载的运输工作。在许多实际应用场景中,由于吊钩的质量无法忽略不计,整个起重机系统往往呈现出复杂的双摆效应,这一特性增强了起重机系统的复杂性、非线性与欠驱动特性。因此,针对具有双摆效应的起重机系统,提出了一种新型的鲁棒控制策略,实现了台车的精确定位,并有效地消除了负载与吊钩的两级摆动。具体而言,首先对原系统模型进行近似线性化处理,得到了可以准确描述双摆起重机特性的近似化模型。在此基础上,提出了一种基于超螺旋的光滑鲁棒控制算法,并通过严格的理论分析证明了闭环系统的稳定性。将所提方法应用于双摆起重机硬件实验平台,实验结果验证了所提控制器的优良性能。

关键词：双摆效应起重机消摆鲁棒控制

可重构模块化蛇形机器人研制及多运动模态研究

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信息与控制 2020年第1期49卷 69-77页

作者：朱威郭宪方勇纯张学有南开大学人工智能学院天津300350

蛇形机器人通过改变自身的形状可以在复杂的地形环境中有效地运动,然而传统的一体化设计面临着任务搜救效率低、机器人本体维修困难、机体灵活性差等挑战性问题.针对这些问题,本文研制了新一代可重构模块化蛇形机器人并研究了相应的多... 详细信息

蛇形机器人通过改变自身的形状可以在复杂的地形环境中有效地运动,然而传统的一体化设计面临着任务搜救效率低、机器人本体维修困难、机体灵活性差等挑战性问题.针对这些问题,本文研制了新一代可重构模块化蛇形机器人并研究了相应的多模态运动方法.具体而言,新型蛇形机器人可以由任意多个模块通过连接机构重构而成,每个模块都是集成了驱动、控制、通信、电源于一体的可独立运动的单元,模块之间的连接机构采用新型的便于切换的勾爪-插销机构.另外,本文针对该可重构模块化蛇形机器人进行了多模态运动方法研究,具体包括轮式机器人运动模态、平面蜿蜒模态、侧向蜿蜒模态、行波模态、攀爬模态、自主拆分模态等,并具体分析了攀爬运动及单模块转弯运动的性能.最后,基于自主研发的可重构模块化蛇形机器人样机对每种运动模态进行了实验验证.

关键词：可重构模块化机器人蛇形机器人多运动模态