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基于多传感融合的巷道三维空间映射

煤炭学报 2024年第9期49卷 4019-4026页

作者：刘峰王宏伟刘宇中国煤炭工业协会北京100013 中国煤炭学会北京100013 太原理工大学山西省煤矿智能装备工程研究中心山西太原030024 太原理工大学机械工程学院山西太原030024 智能采矿装备技术全国重点实验室山西太原030032

针对我国煤矿掘进工作面智能感知能力不足的问题,提出了一种基于多传感融合的煤矿巷道三维空间映射方法。该方法利用激光雷达等3D传感器预览煤矿巷道环境信息,并构建实时自主映射模型,为大型煤机装备提供空间感知信息。基于姿态感知理... 详细信息

针对我国煤矿掘进工作面智能感知能力不足的问题,提出了一种基于多传感融合的煤矿巷道三维空间映射方法。该方法利用激光雷达等3D传感器预览煤矿巷道环境信息,并构建实时自主映射模型,为大型煤机装备提供空间感知信息。基于姿态感知理论的多传感融合技术,对扩展卡尔曼滤波器算法进行优化,通过局部误差状态滤波估计和全局状态迭代估计,提出了一种基于距离残差的空间映射方法,实现了在几何退化的巷道环境下全局地图的快速更新和映射的高精度。其主要贡献在于将多传感器数据进行融合,构建出高精度的地下三维地图,并提高了巷道环境的智能感知能力和自主操作水平。首先,采用先进的激光雷达(LiDAR)传感器获取巷道内部的点云数据,提取点云特征,并建立帧间特征映射模型,从而构建出厘米级别的地下三维地图。同时,通过迭代误差状态的卡尔曼滤波器实现激光雷达与惯性导航的数据融合,提高了系统的鲁棒性,确保了地下三维地图的准确性和稳定性。此外,还考虑了井下粉尘和水雾等因素对巷道三维空间映射精度的影响,优化卡尔曼滤波增益调节激光雷达里程计权重,增强了低质量浓度粉尘条件下三维空间映射的环境适应性。实验结果表明,相较于LeGO-LOAM和LINS,笔者提出的三维空间映射方法在轨迹估计准确度、映射地图的点云数量以及点云密度等方面均表现更优。笔者所提出的方法可用于高精度、快速更新三维地图的自主掘进装备,提高煤矿掘进工作面的智能化水平,为巷道环境的智能化感知和自主作业提供了数据支持。

关键词：三维空间映射巷道智能感知扩展卡尔曼滤波点云地图

计及内外部耦合的跟网型PMSG的同步稳定性分析与改进控制

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高电压技术 2024年

作者：李红宋国杰夏候凯顺周豪杨金鹏陈延明广西电力系统最优化与节能技术重点实验室(广西大学) 华南理工大学电力学院

跟网型PMSG存在内部多环控制耦合、机组与电网的外部耦合，内外部耦合可能会为PLL引入额外的附加通路，影响PLL的同步性能与机组稳定性。为此，为了揭示机组的失稳机理，建立了计及内外部耦合的跟网型PMSG同步模型。首先，考虑风机与电... 详细信息

跟网型PMSG存在内部多环控制耦合、机组与电网的外部耦合，内外部耦合可能会为PLL引入额外的附加通路，影响PLL的同步性能与机组稳定性。为此，为了揭示机组的失稳机理，建立了计及内外部耦合的跟网型PMSG同步模型。首先，考虑风机与电网的交互作用，阐述PLL作为风机与外部电网的耦合桥梁，研究多场景电网工况变化对系统稳定性的影响；并计及直流母线电压动态，研究了直流母线引入机侧与网侧交互的内在机制；采用复转矩分析法，分析内部多环控制参数、外部电网工况对机组等效阻尼的影响。针对内外部耦合的影响，提出了一种提升PMSG等效阻尼转矩的机/网协调控制策略。研究结果表明，内外部耦合引入的附加通路会改变PLL的结构，减弱PLL的等效阻尼；通过补偿该耦合引入的负阻尼，可重塑等效阻尼，增强PMSG的同步性。最后，通过实验样机，验证了理论分析的正确性与改进控制策略的有效性。

关键词： PMSG PLL 动态交互多环控制耦合复转矩分析法阻尼重塑

场驱动医疗微机器人:材料制备工艺不断优化的应用前景

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中国组织工程研究 2025年第10期29卷 2097-2104页

作者：肖文谦韩宏娟杨淏程李波何彬艳重庆科技大学纳微生物医学检测技术重庆市工程实验室重庆市401331 绵阳市肿瘤医院手术室四川省绵阳市621000

背景:微机器人具有体积小、灵活、靶向性强等特点,可以在狭窄的环境下通过单体或集群的方式完成复杂的工作。随着材料、制备工艺以及驱动方式的不断优化,其在生物医学领域内显示出越来越重要的应用价值。目的:分析场驱动微机器人在生物... 详细信息

背景:微机器人具有体积小、灵活、靶向性强等特点,可以在狭窄的环境下通过单体或集群的方式完成复杂的工作。随着材料、制备工艺以及驱动方式的不断优化,其在生物医学领域内显示出越来越重要的应用价值。目的:分析场驱动微机器人在生物医学领域的应用并展望其应用前景。方法:以“微机器人,纳米机器人,驱动,生物医学,医疗”为中文关键词,以“microrobots,micro-robots,nanorobots,micromachine,microswimmer,medical”为英文关键词,分别检索万方以及Pub Med数据库,检索时间范围重点为2010年1月至2024年1月,同时纳入少数远期文献。通过阅读文题、摘要初步筛选,排除重复性研究、低质量期刊以及与内容不相关的文献,阅读全文后最终纳入66篇文献进行综述。结果与结论:场驱动医疗微机器人涵盖了磁、光、热、超声及多种混合因素驱动机器人。场驱动机器人已被应用于肠道诊断、药物靶向治疗及干细胞治疗等多个领域。尽管医用微机器人在临床医学中已有少数应用,但大多数还处于理论和实验阶段。医用微机器人的未来面临诸多挑战,如实现大规模制备、进一步提升精确控制、解决回收或体内降解问题,以及所用材料是否会对人体产生不良反应等,此外微机器人还需与相应的微创医学手术相配合。

关键词：微机器人场驱动医疗靶向微创研究进展

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单片机应用推广中应注意解决的问题

电子产品世界 1997年第1期4卷 63-65页

作者：何立民中国微机单片微机学会

从第一届全国单片机学术交流会至今已整整十年,我国单片机应用推广已大见成效,但与之相比,新型单片机及其周边技术的发展似乎更快,大有追赶不及之感。如何适应这一形势,把我国单片机应用研究提高到一个新水平,是单片机学会面临的一个新... 详细信息

从第一届全国单片机学术交流会至今已整整十年,我国单片机应用推广已大见成效,但与之相比,新型单片机及其周边技术的发展似乎更快,大有追赶不及之感。如何适应这一形势,把我国单片机应用研究提高到一个新水平,是单片机学会面临的一个新任务。笔者就以下九个问题提出一些粗浅看法。一、拓宽单片机的选择空间目前单片机已成为现代化智能技术的最基础的嵌入式工具,世界各大电气商、电子商无不把它当作一个基础产业加以发展,并努力打入中国市场。

关键词：单片机外围器件串行扩展总线