检索结果-南通市图书馆

基于生物启发模型的AUV三维自主路径规划与安全避障算法

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控制与决策 2015年第5期30卷 798-806页

作者：朱大奇孙兵李利上海海事大学水下机器人与智能系统实验室上海201306

针对自治水下机器人(AUV)的路径规划问题,在三维栅格地图的基础上,给出一种基于生物启发模型的三维路径规划和安全避障算法.首先建立三维生物启发神经网络模型,利用此模型表示AUV的三维工作环境,神经网络中的每一个神经元与栅格地图中... 详细信息

针对自治水下机器人(AUV)的路径规划问题,在三维栅格地图的基础上,给出一种基于生物启发模型的三维路径规划和安全避障算法.首先建立三维生物启发神经网络模型,利用此模型表示AUV的三维工作环境,神经网络中的每一个神经元与栅格地图中的位置单元一一对应;然后,根据神经网络中神经元的活性输出值分布情况自主规划AUV的运动路径.静态环境与动态环境下仿真实验结果表明了生物启发模型在AUV三维水下环境中路径规划和安全避障上的有效性.

关键词：三维栅格地图生物启发模型路径规划安全避障

基于生物启发模型的自治水下机器人平面轨迹跟踪控制

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上海海事大学学报 2011年第3期32卷 58-63页

作者：杨蕊蕊朱大奇上海海事大学信息工程学院上海201306

针对自治水下机器人(Autonomous Underwater Vehicles,AUV)轨迹跟踪的速度跳变问题,根据AUV平面运动学模型,采用生物启发神经网络构造一种简单的虚拟变量,并结合Lyapunov函数设计出平面轨迹跟踪控制律,其控制效果能够达到全局渐进稳定,... 详细信息

针对自治水下机器人(Autonomous Underwater Vehicles,AUV)轨迹跟踪的速度跳变问题,根据AUV平面运动学模型,采用生物启发神经网络构造一种简单的虚拟变量,并结合Lyapunov函数设计出平面轨迹跟踪控制律,其控制效果能够达到全局渐进稳定,且能避免产生过大的力和力矩,满足AUV推进器的推力约束.应用该控制律对平面中不同轨迹的跟踪仿真证明其正确性和有效性.

关键词：自治水下机器人生物启发模型轨迹跟踪全局渐近稳定

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基于生物启发模型的视觉跟踪

基于生物启发模型的视觉跟踪

作者：蔡博仑华南理工大学

学位级别：硕士

目标跟踪是计算机视觉的核心问题,相关研究在人机交互、视频监控、自动驾驶等领域有广泛应用前景。近年来,尽管相关研究取得了众多进展,但在无约束环境中对通用目标实现可靠跟踪仍是难点,主要受到外观形变、光照变换、尺度变化、局部遮... 详细信息

目标跟踪是计算机视觉的核心问题,相关研究在人机交互、视频监控、自动驾驶等领域有广泛应用前景。近年来,尽管相关研究取得了众多进展,但在无约束环境中对通用目标实现可靠跟踪仍是难点,主要受到外观形变、光照变换、尺度变化、局部遮挡等问题影响。目前,研究者们从表观模型以及跟踪模型架两方面开展深入研究,试图解决上述跟踪难题。由于多样的环境变化使得视觉跟踪仍是一个具有挑战的任务,人们提出一系列的目标跟踪算法各有优势和缺点,但仍然不能适应目标跟踪应用中的各种复杂场景。借鉴于人类视觉系统(HVS)优越的跟踪性能,设计一个基于生物启发模型的视觉跟踪将会获得更好的性能。然而受限于对于人类视觉系统的不完全理解,使其成为重要的挑战。本文通过视觉皮层中腹侧流通路的视觉认知机理,提出基于HSV的生物启发视觉跟踪器(BIT)。BIT通过模拟浅层神经元(S1单位和C1单位)提取生物启发表观特征;根据高层学习机制(S2单位和C2单位)构建生物启发跟踪模型,结合生成模型和判别模型实现目标的位置。此外,快速Gabor近似(FGA)和快速傅里叶变换(FFT)的引进使得其成为一个实时学习和检测的跟踪算法。在两个基准数据集的实验表明,生物启发跟踪器在TB50数据库上取得81.7%的精度,优于现有的方法。特别地,加速技术使得生物启发跟踪算法获得了大约45帧每秒的跟踪速度。此外,本文针对于生物启发表观模型(BIAM)和生物启发跟踪模型(BITM)分别提出了两个方面的改进,其中包括基于深度学习的改进与基于尺度自适应的改进。基于深度学习的改进采用深度卷积神经网络特征取代BIAM的S1和C1单元,实现对于跟踪目标更为鲁班的建模。基于尺度自适应的改进基于独立尺度估计方法,借鉴空间金字塔池化(SPP)提出一种快速的尺度估计特征。综合实验表明,以上两方面的改进能有效地提高跟踪器的综合性能,其中基于深度学习的BIT在TB50上取得84.9%预测率;基于尺度自适应的BIT在ALOV300++上取得0.724的F-score。本文工作为物体跟踪有助于跟踪算法表观模型和跟踪模型的研究,以及推进生物视觉感知理论在机器视觉中的应用。

关键词：生物启发模型视觉跟踪快速Gabor估计深度学习特征快速尺度特征

一种快速的基于生物启发模型的路面裂缝特征提取与识别方法

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同方学位论文库

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广西工学院学报 2012年第3期23卷 72-76页

作者：徐奕奕唐培和倪志平广西工学院计算机学院广西柳州545006 广西工学院鹿山学院广西柳州545006

路面裂缝形态复杂、表观差异较大,难以用明确的特征来表示,而通常的wavelet、Gabor变换及其函数都是预定义的,不能适应路面裂缝图像的特点,为此提出一种新颖的基于生物启发模型(BIM)特征的弹性领域联合最大化处理识别算法,采用弹性邻域... 详细信息

路面裂缝形态复杂、表观差异较大,难以用明确的特征来表示,而通常的wavelet、Gabor变换及其函数都是预定义的,不能适应路面裂缝图像的特点,为此提出一种新颖的基于生物启发模型(BIM)特征的弹性领域联合最大化处理识别算法,采用弹性邻域,先对相邻四邻域或八邻域进行图像分割,并在每一区域引入Adaboost分类器选择,保留关键信息,去掉无用或负面信息.该算法获得的特征向量全面反映了原图像信息,且计算复杂度低,有利于实时应用.实验结果表明:本文所提出的方法在路面裂缝的总体识别率高达99.13%,且响应时间快,充分显示了本方法的有效性.

关键词：生物启发模型弹性邻域特征提取

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基于改进生物启发模型的UUV在线避障方法

水下无人系统学报 2019年第3期27卷 266-271页

作者：李磊杜度陈科海军研究院

针对无人水下航行器(UUV)在复杂海洋环境中面临的安全快速避障问题,文中提出一种基于改进生物启发模型的在线避障方法,以确保 UUV 具有快速实时的避障能力。首先,根据预测控制滚动优化原理,以前视声呐所获得的实时障碍物信息为基准,对... 详细信息

针对无人水下航行器(UUV)在复杂海洋环境中面临的安全快速避障问题,文中提出一种基于改进生物启发模型的在线避障方法,以确保 UUV 具有快速实时的避障能力。首先,根据预测控制滚动优化原理,以前视声呐所获得的实时障碍物信息为基准,对栅格地图进行滚动优化,实时更新环境信息。其次,将滚动栅格地图的变化一一对应成生物启发式神经网络拓扑结构图,并针对生物启发模型的位置不确定性设计了新型判定函数,通过判定函数值获取 UUV下一时刻的航行位置, UUV通过对规划路径的跟踪,实现在线实时避障。最后,设计了滚动栅格动态试验以验证环境建模的正确性。通过障碍物避障的在线路径规划仿真试验验证了文中所提方法的有效性。

关键词：无人水下航行器路径规划生物启发模型在线避障

生物启发神经动力学模型的自治水下机器人反步跟踪控制

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控制理论与应用 2012年第10期29卷 1309-1316页

作者：朱大奇杨蕊蕊上海海事大学水下机器人与智能系统实验室上海201306

本文提出一种生物启发神经动力学模型的自治水下机器人(autonomous underwater vehicles,AUV)三维轨迹跟踪控制算法.将AUV在三维空间的运动分为水平面运动和垂直面运动,针对传统反步轨迹跟踪控制器出现的速度跳变问题,采用生物启发神经... 详细信息

本文提出一种生物启发神经动力学模型的自治水下机器人(autonomous underwater vehicles,AUV)三维轨迹跟踪控制算法.将AUV在三维空间的运动分为水平面运动和垂直面运动,针对传统反步轨迹跟踪控制器出现的速度跳变问题,采用生物启发神经动力学模型,通过构造一种简单的中间虚拟变量,同时结合Lyapunov函数设计出轨迹跟踪控制律,使其控制效果在水平面和垂直面都能够达到全局渐近稳定并且有平滑连续的输出结果,克服AUV反步轨迹跟踪控制的速度跳变问题.仿真结果证明了所提控制律的有效性.

关键词：自治水下机器人生物启发模型运动控制全局渐近稳定

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受生物启发的多智能体导航模型

软件导刊 2022年第4期21卷 73-78页

作者：刘鹏元苏先创张惠凯浙江理工大学信息学院浙江杭州310018

多智能体系统能够在部分能力不足时更有效地到达目标,具有许多组件的多智能体系统如何到达期望目标是一个重要议题。受生物的嗅觉和视觉导航模式启发,使用群决策方法建立多智能体导航模型,以更好地发挥多智能体系统鲁棒性优势。由于多... 详细信息

多智能体系统能够在部分能力不足时更有效地到达目标,具有许多组件的多智能体系统如何到达期望目标是一个重要议题。受生物的嗅觉和视觉导航模式启发,使用群决策方法建立多智能体导航模型,以更好地发挥多智能体系统鲁棒性优势。由于多个智能体对信息和动作的集体决策,驱使模型生物朝着特定目标前进。使用栅格地图开发受生物嗅觉启发的导航算法,并通过迷宫实验考察使实体尽可能接近目标的最佳参数。实验结果表明,在复杂障碍环境下,在嗅觉和视觉模式之间取得平衡是一个关键点。超出该临界点,模拟生物在复杂环境中的导航能力将大大增加,在智能体能力不足时可越过障碍到达可见目标。

关键词：多智能体系统分散式系统群决策办法生物启发模型群体智能

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开架水下机器人生物启发离散轨迹跟踪控制

控制理论与应用 2013年第4期30卷 454-462页

作者：孙兵朱大奇邓志刚上海海事大学水下机器人与智能系统实验室上海201306

针对水下机器人常规反步跟踪控制的速度跳变问题,提出了基于生物启发模型的反步滑模混合控制方法.应用生物启发模型的平滑、有界输出特性,产生渐变的参考跟踪速度,克服了速度跳变问题,也满足了推进器推力约束.同时自适应滑模控制算法产... 详细信息

针对水下机器人常规反步跟踪控制的速度跳变问题,提出了基于生物启发模型的反步滑模混合控制方法.应用生物启发模型的平滑、有界输出特性,产生渐变的参考跟踪速度,克服了速度跳变问题,也满足了推进器推力约束.同时自适应滑模控制算法产生跟踪控制律,对于水下干扰及模型不确定影响具有鲁棒性,能够实现水下机器人稳定、准确的轨迹跟踪控制.所提方法的稳定性通过Lyapunov理论进行了证明,并将该方法对FALCON开架水下机器人进行水平面离散轨迹跟踪控制的仿真研究,实验结果表明了提出控制方法的有效性.

关键词：反步控制滑模控制生物启发模型轨迹跟踪水下机器人

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生物启发AUV三维轨迹跟踪控制算法

智能系统学报 2014年第2期9卷 180-185页

作者：朱大奇张光磊李蓉上海海事大学水下机器人与智能系统实验室上海201306

针对水下机器人轨迹跟踪控制的速度跳变问题,提出了一种基于生物启发神经动力学模型的自治水下机器人(AUV)三维轨迹跟踪控制算法。利用生物启发神经动力学模型的平滑、有界输出的特性,构造简单的中间虚拟变量,克服了海流影响下AUV反步... 详细信息

针对水下机器人轨迹跟踪控制的速度跳变问题,提出了一种基于生物启发神经动力学模型的自治水下机器人(AUV)三维轨迹跟踪控制算法。利用生物启发神经动力学模型的平滑、有界输出的特性,构造简单的中间虚拟变量,克服了海流影响下AUV反步轨迹跟踪控制的速度跳变问题,并且控制效果能够达到全局渐近稳定、输出结果连续平滑。利用Lyapunov函数证明了所提方法的稳定性。将该方法对"海筝二号"水下机器人进行三维轨迹跟踪控制的仿真实验,仿真结果表明了所提控制方法的有效性。

关键词：自治水下机器人生物启发模型反步轨迹跟踪速度跳变