扑翼机器人机载视觉避障系统设计

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作者 付强 张祚卿 +2 位作者 刘胜南 吴晓阳 贺威 《Transactions of Nanjing University of Aeronautics and Astronautics》 EI CSCD 2024年第1期97-106,共10页

扑翼机器人是一种高仿生度的飞行器,它可以执行军事侦察和民用监测任务。在执行这些任务时,避障是一种确保扑翼机器人安全的必要功能。本文设计了一种基于单目视觉的扑翼机器人自主避障系统,其中所有图像的处理计算均使用机载处理器实... 扑翼机器人是一种高仿生度的飞行器,它可以执行军事侦察和民用监测任务。在执行这些任务时,避障是一种确保扑翼机器人安全的必要功能。本文设计了一种基于单目视觉的扑翼机器人自主避障系统,其中所有图像的处理计算均使用机载处理器实现。在这个系统中,机载处理器的质量被减至48 g,以便于扑翼机器人可以携带它稳定飞行。该系统的工作流程可以分为以下几步:首先,图像采集模块获取周围环境的视频图像;然后,机载处理器通过处理扑翼机器人第一视角的光流信息来计算方向舵角度和转弯方向;最后,飞控板接收计算结果并控制扑翼机器人避开障碍物。地面站对扑翼机器人飞行过程进行实时监测,实验结果验证了本文所设计的避障系统的有效性。 展开更多

关键词 扑翼机器人 视觉 避障 机载处理器 光流

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间歇式信息传输条件下无人机搜索覆盖规划

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作者 曹志强 张佳 辛斌 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2024年第1期152-161,共10页

在基站通信范围受限条件下,若无人机(unmanned aerial vehicle,UAV)执行覆盖搜索任务时经常返回至基站通信范围内实现间歇式信息传输,能够扩展其覆盖区域和提高执行任务的灵活性。为最小化所有环境位点信息传回基站的时间之和,需解决覆... 在基站通信范围受限条件下,若无人机(unmanned aerial vehicle,UAV)执行覆盖搜索任务时经常返回至基站通信范围内实现间歇式信息传输,能够扩展其覆盖区域和提高执行任务的灵活性。为最小化所有环境位点信息传回基站的时间之和,需解决覆盖规划和间歇式通信时机选择的耦合问题。在覆盖的目标点较少且分散时,采用改进的层次聚类方法求解每次往返需要覆盖的路径点集合。在需要进行区域全覆盖时,则在求解完区域的覆盖路径后,以最小化时间之和为目标,对目标函数进行分析,确定最优返回次数的搜索范围,压缩解空间。对该搜索范围进行遍历搜索得到最优往返次数,然后利用遗传算法优化UAV返回位点。与前沿算法对比,所提算法在目标函数和覆盖路径质量上具有一定的提升。 展开更多

关键词 通信耦合 层次聚类 解空间压缩 遗传算法

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一种高效的背景重建与更新算法研究 被引量：3

3

作者 张赟 曾虹 李二涛 《机电工程》 CAS 2008年第8期11-14,17,共5页

为了实时准确地重建出背景,提出了一种基于帧间差分的背景重建算法。该算法等间隔采样视频帧,然后对视频序列进行帧间差分,对得到的差分图像分块处理,通过比较各子块的亮度与能量均值,将各帧中满足要求的子块进行组合,从而快速地重建出... 为了实时准确地重建出背景,提出了一种基于帧间差分的背景重建算法。该算法等间隔采样视频帧,然后对视频序列进行帧间差分,对得到的差分图像分块处理,通过比较各子块的亮度与能量均值,将各帧中满足要求的子块进行组合,从而快速地重建出背景。当背景发生整体或局部变化时,该算法能够快速地检测出背景变化,并采用相应算法实时更新背景。实验结果表明,该算法能快速、准确地重建出背景,从而能够完整地提取场景中的运动目标。 展开更多

关键词 减背景法 背景重建与更新 帧间差分 亮度与能量均值 图像分块

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均匀分布Logistic混沌序列的RRT*路径规划算法研究 被引量：5

4

作者 马小陆 袁书生 +1 位作者 王兵 吴紫恒 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2022年第4期610-618,共9页

针对RRT*算法存在收敛速度慢的问题,提出了一种均匀Logistic混沌序列采样的RRT*路径规划算法。该方法使用均匀分布Logistic混沌序列方法代替RRT*算法中随机数方法,保证了采样点的随机性和遍历性,提高了通过障碍物区域的概率,加速了随机... 针对RRT*算法存在收敛速度慢的问题,提出了一种均匀Logistic混沌序列采样的RRT*路径规划算法。该方法使用均匀分布Logistic混沌序列方法代替RRT*算法中随机数方法,保证了采样点的随机性和遍历性,提高了通过障碍物区域的概率,加速了随机树重布线的效率。最后通过仿真和实验证明,均匀分布Logistic混沌序列采样的RRT*算法比传统的RRT*算法的采样点少、路径规划时间短和稳定性好。 展开更多

关键词 路径规划 LOGISTIC混沌序列 RRT* 概率采样

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机器视觉技术在角度检测方面的应用研究 被引量：12

5

作者 庄开岚 王吉忠 周洁 《装备制造技术》 2011年第4期9-10,19,共3页

基于机器视觉技术在角度检测方面具有重要的应用前景及研究价值,国内外的一些学者对其做了大量的探讨研究,并取得了一定的成果。笔者对前人的研究做了适当总结,并进行了展望,以期为今后的研究提供有利的参考。

关键词 机器视觉 角度检测 应用研究

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双向跳点搜索算法的移动机器人全局路径规划研究 被引量：13

6

作者 马小陆 梅宏 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2020年第10期1624-1631,共8页

针对跳点搜索算法在移动机器人全局路径规划中预处理规则存在不安全、路径搜索时间长和内存消耗大等问题,提出了一种双向跳点搜索算法的全局路径规划方法。该方法改进了跳点筛选规则,且从两个方向交替进行路径搜索,使得路径搜索时间和... 针对跳点搜索算法在移动机器人全局路径规划中预处理规则存在不安全、路径搜索时间长和内存消耗大等问题,提出了一种双向跳点搜索算法的全局路径规划方法。该方法改进了跳点筛选规则,且从两个方向交替进行路径搜索,使得路径搜索时间和扩展节点大大减少,同时也提高了机器人的安全。为验证该算法的有效性,使用不同规格的栅格地图进行了仿真实验,仿真结果表明,双向跳点搜索算法的路径搜索时间比跳点搜索算法短,且栅格地图越大,效果越明显。最后在实际的移动服务机器人中进行了导航实验,实验结果证明双向跳点搜索算法比跳点搜索算法的路径搜索时间减少约30%,且安全性高。 展开更多

关键词 机器人 路径规划 跳点搜索 A^*算法

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基于Hough变换的线段检测算法的改进 被引量：2

7

作者 杜艳红 张伟玉 常若葵 《天津农学院学报》 CAS 2007年第2期33-36,共4页

基于Hough变换的基本理论及目前的改进算法,针对Hough变换所存在的参数峰值不明显、存储空间大及计算速度慢等不足,提出了一种改进的随机Hough变换,可实现由长到短逐次提取线段,并给出了线段起始点和终止点的计算方法。实验证明了该改... 基于Hough变换的基本理论及目前的改进算法,针对Hough变换所存在的参数峰值不明显、存储空间大及计算速度慢等不足,提出了一种改进的随机Hough变换,可实现由长到短逐次提取线段,并给出了线段起始点和终止点的计算方法。实验证明了该改进算法的有效性。 展开更多

关键词 HOUGH变换 线段检测 算法改进

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基于改进ACS算法的移动机器人路径规划研究 被引量：10

8

作者 马小陆 梅宏 +2 位作者 龚瑞 王兵 吴紫恒 《湖南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第12期79-88,共10页

针对蚁群系统(Ant Colony System,ACS)算法存在收敛速度慢、路径不平滑、易陷入局部最优等缺点,提出了一种基于万有引力搜索策略的ACS算法.为了解决算法初期由于地图信息匮乏,导致蚁群寻路盲目性较大的问题,提出了简化ACS算法对初始信... 针对蚁群系统(Ant Colony System,ACS)算法存在收敛速度慢、路径不平滑、易陷入局部最优等缺点,提出了一种基于万有引力搜索策略的ACS算法.为了解决算法初期由于地图信息匮乏,导致蚁群寻路盲目性较大的问题,提出了简化ACS算法对初始信息素浓度进行更新.引入万有引力算法搜索策略,提升了算法收敛速度,且有效解决了局部最优问题.对每次迭代获取到的最优路径进行优化,减少了路径的转折点数量、提升了路径平滑性.仿真试验表明,改进算法能够有效提升算法的收敛速度、路径平滑性.将改进算法应用到实际的移动机器人导航试验中,试验结果表明,改进算法能够有效解决移动机器人的路径规划问题,且有效提升移动机器人的导航效率. 展开更多

关键词 移动机器人 路径搜索 最优路径 蚁群系统算法 万有引力算法

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基于多处理器的小型移动机器人设计 被引量：5

9

作者 陈红亮 李文锋 李斌张敏 《微计算机信息》 北大核心 2008年第29期214-216,共3页

设计了一种适用于无线传感器网络环境的小型移动机器人,提出了一种基于多处理器的机器人分级控制系统,其中包括基于PIC18F8620单片机的主控制系统和基于Atmega8单片机的从控制系统,并详细阐述了控制系统的软硬件设计与实现。设计的机器... 设计了一种适用于无线传感器网络环境的小型移动机器人,提出了一种基于多处理器的机器人分级控制系统,其中包括基于PIC18F8620单片机的主控制系统和基于Atmega8单片机的从控制系统,并详细阐述了控制系统的软硬件设计与实现。设计的机器人具有较好运动性能、定位性能、自主避障能力以及运行稳定性,不仅适用于无线传感器网络环境下机器人的研究,也适用于机器人竞赛等领域。 展开更多

关键词 移动机器人 无线传感器网络 分级控制系统

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基于两平行线及其线上三点的摄像机标定方法

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作者 贺科学 李树涛 胡建文 《光学技术》 CAS CSCD 北大核心 2016年第6期545-551,共7页

在大视场交通监控摄像机的标定中,由于不便于放置大尺寸标定靶标,常采用交通标线构成的特定几何图形替代标定靶标,但许多交通场景仅有一组平行的车道分界交通标线,难以获得传统标定方法所需的标定约束条件。针对此类交通场景,选取两平... 在大视场交通监控摄像机的标定中,由于不便于放置大尺寸标定靶标,常采用交通标线构成的特定几何图形替代标定靶标,但许多交通场景仅有一组平行的车道分界交通标线,难以获得传统标定方法所需的标定约束条件。针对此类交通场景,选取两平行交通标线和其中一条线上的三点作为标定参考物,依靠其中一条线上三点在单幅图像中的像素坐标、三点间的两个距离值及平行线间距作为约束条件来完成摄像机的标定。建立了图像坐标系与世界坐标系之间新的换算关系,推导出了摄像机内外参数的求解公式,探讨了旋转角对测量误差的影响。实验结果表明,在约束条件不足的情况下能够获得较好的摄像机参数近似解,沿道路方向上的测距精度优于对比文献的结果,具有标定参考物选取容易、操作简便、几何约束条件少等优点,适用于交通监控系统中大视场摄像机的快速标定场合。 展开更多

关键词 光学测量 摄像机标定 智能交通系统 交通标线

原文传递

一种新型可变形智能救援机器人系统设计 被引量：3

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作者 柴鈺 贾晓劢 卫苏晶 《测控技术》 CSCD 北大核心 2014年第5期77-81,共5页

针对灾后救援人员无法快速进入灾难现场迅速准确地得到灾难现场信息的问题及救援工作的危险性和紧迫性,研究并建立了一种新型可变形智能救援机器人系统。它主要由履带式可变形小车、远程控制设备和视觉系统组成,可用于灾后人不能进入的... 针对灾后救援人员无法快速进入灾难现场迅速准确地得到灾难现场信息的问题及救援工作的危险性和紧迫性,研究并建立了一种新型可变形智能救援机器人系统。它主要由履带式可变形小车、远程控制设备和视觉系统组成,可用于灾后人不能进入的地方。实验证明该系统能够可靠有效地工作,测试结果可以实现预期的功能。采用双目立体视觉系统和适应力极强的履带式可变形小车系统可以使本机器人用于未知领域或其他复杂环境的探测,提高救援机器人的广泛性和实用性。 展开更多

关键词 救援机器人 变形 运动控制 双目立体视觉

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基于Arduino控制器的寻线智能车系设计

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作者 李光喜 赵容晨 《贵州工业职业技术学院学报》 2014年第3期27-32,共6页

以飞思卡尔模型C车为车载平台，基于Arduino开发环境，采用红外线传感器进行路径检测，设计了一种智能车主要微控制器（MCU）模块、电机及驱动模块、舵机模块、路径识别模块构成。通过系统软、硬件的调试，小车能够稳定的沿引导轨迹运... 以飞思卡尔模型C车为车载平台，基于Arduino开发环境，采用红外线传感器进行路径检测，设计了一种智能车主要微控制器（MCU）模块、电机及驱动模块、舵机模块、路径识别模块构成。通过系统软、硬件的调试，小车能够稳定的沿引导轨迹运行，验证了系统设计的可行性并取得了良好行驶效果。 展开更多

关键词 智能车 转向系统 红外线寻线传感器

原文传递

采用模糊逻辑的移动机器人轨迹跟踪 被引量：9

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作者 骆德渊 刘荣 李纪文 《电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第6期943-946,共4页

针对差动轮驱动的移动机器人动力学的高度非线性和运动环境的不确定性,提出了基于模糊逻辑的移动机器人路径跟踪控制方法。该方法通过合理选择模糊控制器的参数和优化规则库,使其输出合适的线速度和角速度,从而控制移动机器人准确地跟... 针对差动轮驱动的移动机器人动力学的高度非线性和运动环境的不确定性,提出了基于模糊逻辑的移动机器人路径跟踪控制方法。该方法通过合理选择模糊控制器的参数和优化规则库,使其输出合适的线速度和角速度,从而控制移动机器人准确地跟踪预规划的路径。提出了两轮差动式移动机器人的动力学模型,使得该模糊控制器对不同几何参数的差动式机器人具有普遍的适应性。在实际场地试验和亚太机器人大赛中验证该方法的有效性。 展开更多

关键词 控制 模糊逻辑 移动机器人 轨迹跟踪

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室内动态环境下基于网格分割与双地图耦合的RGB-D SLAM算法 被引量：6

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作者 艾青林 王威 刘刚江 《机器人》 EI CSCD 北大核心 2022年第4期431-442,共12页

为解决室内动态环境下现有RGB-D SLAM(同步定位与地图创建)系统定位精度低、建图效果差的问题,提出一种基于网格分割与双地图耦合的RGB-D SLAM算法。基于单应运动补偿与双向补偿光流法,根据几何连通性与深度图像聚类结果实现网格化运动... 为解决室内动态环境下现有RGB-D SLAM(同步定位与地图创建)系统定位精度低、建图效果差的问题,提出一种基于网格分割与双地图耦合的RGB-D SLAM算法。基于单应运动补偿与双向补偿光流法,根据几何连通性与深度图像聚类结果实现网格化运动分割,同时保证算法的快速性。利用静态区域内的特征点最小化重投影误差对相机进行位置估计。结合相机位姿、RGB-D图像、网格化运动分割图像,同时构建场景的稀疏点云地图和静态八叉树地图并进行耦合,在关键帧上使用基于网格分割和八叉树地图光线遍历的方法筛选静态地图点,更新稀疏点云地图,保障定位精度。公开数据集和实际动态场景中的实验结果都表明,本文算法能够有效提升室内动态场景中的相机位姿估计精度,实现场景静态八叉树地图的实时构建和更新。此外,本文算法能够实时运行在标准CPU硬件平台上,无需GPU等额外计算资源。 展开更多

关键词 动态环境 同时定位与地图构建 RGB-D 光流法 八叉树地图

原文传递

基于FPGA的洗衣机控制系统设计 被引量：2

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作者 郭忠 李涛 +1 位作者 李勇 张勇 《电子设计工程》 2012年第13期190-192,共3页

为提高家用双缸洗衣机控制系统的性能,改善定时精确度和洗涤效果,基于可编程性强的FPGA设计了一种用于洗衣机的控制系统,并进行了时序仿真。通过实验对设计方案进行了完善,得到了可进行数字化控制和显示的洗衣机控制系统,有效地提高了... 为提高家用双缸洗衣机控制系统的性能,改善定时精确度和洗涤效果,基于可编程性强的FPGA设计了一种用于洗衣机的控制系统,并进行了时序仿真。通过实验对设计方案进行了完善,得到了可进行数字化控制和显示的洗衣机控制系统,有效地提高了洗衣机性能。 展开更多

关键词 控制理论与控制工程 FPGA 洗衣机控制系统 Quartus Ⅱ NiosⅡ

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