检索结果-南通市图书馆

航空学报 2019年第6期40卷 235-245页

作者：冯宜明王建中施家栋北京理工大学爆炸科学与技术国家重点实验室

针对一种变形式四旋翼陆空两栖机器人,研究空陆转域飞行控制方法,为实现陆空机器人从空中到地面的连续机动奠定了基础。建立了等效于变形式四旋翼陆空两栖机器人的飞行及转域系统结构模型和动力学模型,针对转域变形过程中转动惯量的改... 详细信息

针对一种变形式四旋翼陆空两栖机器人,研究空陆转域飞行控制方法,为实现陆空机器人从空中到地面的连续机动奠定了基础。建立了等效于变形式四旋翼陆空两栖机器人的飞行及转域系统结构模型和动力学模型,针对转域变形过程中转动惯量的改变及复杂飞行环境中负载变化和机体质量受损问题,在设计了基于线性二次型调节器(LQR)算法的姿态控制器和基于比例-积分-微分(PID)算法的高度控制器基础上,设计加入模型参考自适应系统(MRACS)解决模型参数不确定性问题。利用Adams/MATLAB联合仿真,首先得到空陆转域变形角度的极限值,然后对比仿真有无自适应补偿器的控制效果验证了该控制方法的高效性。研制了转域飞行样机,对空陆转域变形角度极限值和飞行控制方法进行了试验验证。

关键词：陆空机器人转域变形飞行控制自适应控制联合仿真

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陆空机器人地面控制系统的设计与实现

陆空机器人地面控制系统的设计与实现

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作者：谢宇飞哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

陆空机器人综合了无人机与地面移动机器人的优点，具有垂直起降和机动飞行的特性，在障碍物密集或者地形相对复杂的场景中可操作性更强,被广泛的应用于野外探索、灾后搜救等任务中。而地面控制系统是陆空机器人系统的重要组成部分，是... 详细信息

陆空机器人综合了无人机与地面移动机器人的优点，具有垂直起降和机动飞行的特性，在障碍物密集或者地形相对复杂的场景中可操作性更强,被广泛的应用于野外探索、灾后搜救等任务中。而地面控制系统是陆空机器人系统的重要组成部分，是其监控与指挥中心，负责对其监视和管理。本文主要完成地面控制系统的设计，实现对陆空机器人样机的完全控制与监视。　　首先，建立了陆空机器人与地面控制系统间的通信链路。结合陆空机器人实际的控制与监视需求、设计参数，分析了常用于地面控制系统与无人机之间的通讯方式，对比目前市面上成熟商业模块，采用了合适的通讯链路硬件平台。选择了轻量级消息传递协议MavLink作为通讯协议，保证实时通信的稳定性与可靠性，并在此基础上，设计了多种消息帧格式，以满足陆空机器人多模态控制等控制需求。最后基于通讯硬件与协议，完成了通讯软件的开发工作。　　随后，设计并实现了地面控制系统交互界面。分析操作者在操作和监视陆空机器人时的需求，将地面控制系统交互界面的功能划分为两个部分：其中界面显示功能实现了实时视频监控、虚拟仪表显示位姿信息、集成百度地图实现任务点选取，并通过蚁群算法完成任务点规划等功能;界面控制功能主要负责完成操作者使用交互界面时的各种控制功能，其构成交互界面的整体框架。　　其后，设计了基于深度学习的端到端控制系统，完成了陆空机器人的地面运动避障与决策功能。该系统包括两个轻量化的卷积神经网络(CNN)，输入机载Realsense深度相机采集并映射的深度图像伪彩图，输出在当前环境下左侧、中间与右侧的运动概率与采取的模态。根据制定好的规则制作数据集并完成网络训练与测试，准确率分别为93.3%，96.7%，基本满足使用需求。与VGG16、Densenet121、Resnent50等经典网络对比，所设计的网络处理单张图像耗时0.025s，很好地满足了陆空机器人低算力特性以及避障与决策的快速性需求。　　最后，进行了陆空机器人手动控制与监视实验，手动控制机器人进行运动，并对视频信号进行监视，验证所设计的通讯链路与交互界面的可行性;为了提高任务点规划效率，对蚁群算法的参数进行调整，优化了其算法性能;部署了地面运动避障与决策模型，并在实际环境中进行实验，完成了其功能验证。

关键词：陆空机器人地面控制系统交互界面避障行为模态切换

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一种陆空组合机器人的设计

一种陆空组合机器人的设计

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作者：张聪北京交通大学

学位级别：硕士

针对城市侦察、巡视等工作需求,本文在对城市环境调研的基础上,设计了一款兼具地面行走和空中飞行能力的陆空组合机器人,并开展了越障策略的研究,论文取得的主要研究成果如下:(1)完成了陆空组合机器人整体方案设计。根据城市环境提出陆... 详细信息

针对城市侦察、巡视等工作需求,本文在对城市环境调研的基础上,设计了一款兼具地面行走和空中飞行能力的陆空组合机器人,并开展了越障策略的研究,论文取得的主要研究成果如下:(1)完成了陆空组合机器人整体方案设计。根据城市环境提出陆空组合机器人性能指标,进行了功能分析、模块划分,并在此基础上进行了地面模块和飞行模块的方案设计和整机布局研究。(2)研究并设计了地面模块的越障策略。在稳定性分析基础上,根据机器人结构特点设计了地面系统通过斜坡、壕沟、凸起、楼梯等地形时的运动策略,通过仿真验证了越障策略的可行性。(3)完成了飞行模块的设计和组合系统运动模式分析。通过理论研究与仿真确定了飞行系统的旋翼参数及飞行系统安装位置;基于能耗分析,研究了不同环境下陆空机器人的运动方式,提出了一种能提高地面系统越障过程稳定性的陆空配合方案。(4)设计、制作了陆空组合机器人的原理样机,完成了地面系统轮式运动及越障能力、飞行能力及陆空配合方案的实验,结果表明所设计的陆空组合机器人能够实验预期的功能,同时,也验证了所提越障策略的有效性。

关键词：陆空机器人楼梯攀爬越障能力轮腿机器人旋翼飞行机器人

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陆空机器人在消防救援中的应用研究

陆空机器人在消防救援中的应用研究

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2018中国消防协会科学技术年会

作者：展杰胡斌王丽晶公安部上海消防研究所

随着科学技术的发展,消防无人机在消防火灾侦查以及消防机器人在消防灭火救援中得到了广泛的应用。由于火灾现场的多变复杂性,经常造成消防机器人无法及时到达灭火救援现场。如果无人机能提供广泛视角,给消防地面机器人提供路径规划并... 详细信息

随着科学技术的发展,消防无人机在消防火灾侦查以及消防机器人在消防灭火救援中得到了广泛的应用。由于火灾现场的多变复杂性,经常造成消防机器人无法及时到达灭火救援现场。如果无人机能提供广泛视角,给消防地面机器人提供路径规划并实时引导,那么消防机器人就能够快速有效地达到火灾现场进行灭火救援作业。消防地面机器人和无人机的协作系统简称为陆空机器人协作系统,本文将围绕对陆空机器人的协作平台组成、平台之间的通信、陆空机器人的路径规划以及陆空机器人的环境识别四个方面进行分析研究,最后对陆空机器人应用于消防领域存在的不足之处及改进方向进行总结。

关键词：消防陆空机器人协助平台路径规划

来源： cnki会议评论

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