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借助外力助推的双足机器人越障及避障方法研究 预览
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作者 刘彪 黄之峰 章云 《广东工业大学学报》 CAS 2019年第2期62-69,共8页
由于仿人机器人在跨越大尺度障碍时需要重心大幅度地偏移,从而导致机器人容易摔倒或是跨越的距离有限,而通过引入外力的方法能有效地改善机器人的跨越性能.本文主要研究双足机器人在额外外力的辅助下,无碰撞地跨越大尺度障碍物的问题.首... 由于仿人机器人在跨越大尺度障碍时需要重心大幅度地偏移,从而导致机器人容易摔倒或是跨越的距离有限,而通过引入外力的方法能有效地改善机器人的跨越性能.本文主要研究双足机器人在额外外力的辅助下,无碰撞地跨越大尺度障碍物的问题.首先,通过树形数据结构、相对轴矢量和相对位置矢量,建立了双足机器人的仿真模型.然后,通过规划多次曲线跨越轨迹、引入整个跨越过程中的局部避障非线性约束和其他跨越约束的方法,建立起双足机器人越障及避障的多变量非线性优化模型.最终,求解出了平面6自由度的冗余机器人越障及避障的2维步态,通过仿真验证了其能够跨过高度为其腿长43%的障碍物.原理样机跨越15 cm高,为其腿长32%的障碍物,证明了本文所提越障及避障方法的有效性. 展开更多
关键词 双足机器人 越障 避障 冗余机器人 额外外力
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障碍物环境下的多UAV自适应目标搜索算法研究 预览
2
作者 宋育武 李娟 贾林通 《科技创新与应用》 2019年第21期5-7,共3页
针对未知环境下,无人飞行器(UAV,Unmanned Aerial Vehicle)利用传统搜索模式或离线设计航迹规划的方法进行多目标搜索,尤其是在未知的障碍物环境中,利用传统的搜索算法会出现搜索效率低,定位精度不稳定和环境适应能力差等问题。文章提... 针对未知环境下,无人飞行器(UAV,Unmanned Aerial Vehicle)利用传统搜索模式或离线设计航迹规划的方法进行多目标搜索,尤其是在未知的障碍物环境中,利用传统的搜索算法会出现搜索效率低,定位精度不稳定和环境适应能力差等问题。文章提出一种多UAV自适应目标搜索方法,根据传感器获取环境的目标信息,利用分区域协同规划策略,实现多UAV对所分配的子区域做自适应目标搜索;仿真结果表明,该方法能够很好地完成在未知环境中出现不确定障碍物情况下的目标搜索任务,而且在保障搜索到的目标状态信息可信度的情况下,具有较强的环境适应性,搜索效率较高。 展开更多
关键词 无人飞行器 障碍物环境 区域规划 避障
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基于卷积神经网络(CNN)的无人车避障方法 预览
3
作者 耿特 严军鹏 《工业控制计算机》 2019年第2期61-61,64共2页
针对目前无人驾驶的避障环节中,现有方法对障碍物位置信息处理过慢、及时性差,导致无人驾驶避障反应过慢或过急引起汽车失衡或失控的问题,设计了一种基于卷积神经网络的无人车避障方法。利用卷积神经网络计算分析层级多的特点,实时的障... 针对目前无人驾驶的避障环节中,现有方法对障碍物位置信息处理过慢、及时性差,导致无人驾驶避障反应过慢或过急引起汽车失衡或失控的问题,设计了一种基于卷积神经网络的无人车避障方法。利用卷积神经网络计算分析层级多的特点,实时的障碍位置等信息在经过计算处理后,再一层一层地计算到输出时不会遗失初始信息,达到信息的完整性和实时性,确保控制精度。 展开更多
关键词 无人驾驶 避障 卷积神经网络 控制精度
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基于邻域系统的智能车辆最优轨迹规划方法 预览
4
作者 王星 赵海良 王志刚 《智能系统学报》 CSCD 北大核心 2019年第5期1040-1047,共8页
针对智能车在行驶中的轨迹规划与控制问题。以邻域系统理论为基础,将智能车在复杂道路的动态控制转化为邻域内的简单静态控制;对邻域内的最优轨迹曲线进行选取,采用曲率的积分定义了曲线的弯阻指数,并以此为基础给出了邻域内的最优轨迹... 针对智能车在行驶中的轨迹规划与控制问题。以邻域系统理论为基础,将智能车在复杂道路的动态控制转化为邻域内的简单静态控制;对邻域内的最优轨迹曲线进行选取,采用曲率的积分定义了曲线的弯阻指数,并以此为基础给出了邻域内的最优轨迹曲线评判模型和求解算法;以插值方法所建立的满意轨迹曲线为例进行仿真。结果表明,该方法在选取智能车的行驶轨迹的平稳光滑性上有一定的优越性。 展开更多
关键词 智能车辆 自动驾驶 轨迹规划 车辆避障 邻域系统 最优轨迹 满意曲线 综合评判
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基于多传感器信息融合的自主跟随定位及避障方法 预览
5
作者 王正家 夏正乔 +2 位作者 孙楚杰 王幸 李明 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第5期723-727,748共6页
针对自主跟随机器人在自由空间中对移动目标进行跟随时,由于信号源发射角度小,自主跟随机器人很容易进入信号盲区,并且难以对移动目标进行精确定位、移动姿态确定等问题,提出了一种基于多传感器信息融合的自主跟随定位及避障方法,该方... 针对自主跟随机器人在自由空间中对移动目标进行跟随时,由于信号源发射角度小,自主跟随机器人很容易进入信号盲区,并且难以对移动目标进行精确定位、移动姿态确定等问题,提出了一种基于多传感器信息融合的自主跟随定位及避障方法,该方法通过在移动目标上增加多信号源,使自主跟随机器人与移动目标之间建立冗余信道,并通过多传感器信息融合方法,计算出移动目标中心位置及实时移动姿态;设置测距模块,使自主跟随机器人能避开障碍,保持跟随。根据此方法建立了多信号源定位模型和算法,并对该算法进行了实验验证。实验结果表明,该方法能够准确的对移动目标进行定位和移动姿态确定,并且信号盲区小,能有效的避开障碍,保持对移动目标的跟随,具有一定的工程应用价值。 展开更多
关键词 自主跟随机器人 定位 多传感器信息融合 多信号源 避障
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基于障碍物衍生状态格的智能车避障轨迹规划 预览
6
作者 胡延平 田博 +1 位作者 陈无畏 张锐陈 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2019年第8期967-974,共8页
对智能汽车避障过程进行研究,提出衍生状态格的概念,并在此基础上确定避障轨迹规划算法。该算法结合避障车辆和障碍物的运动状态和位置信息,将复杂道路环境中期望避障轨迹的求取问题转换为避障车辆和状态格之间的轨迹规划问题。由相关... 对智能汽车避障过程进行研究,提出衍生状态格的概念,并在此基础上确定避障轨迹规划算法。该算法结合避障车辆和障碍物的运动状态和位置信息,将复杂道路环境中期望避障轨迹的求取问题转换为避障车辆和状态格之间的轨迹规划问题。由相关算法生成的避障轨迹能针对性地考虑障碍物的状态并适用于多障碍物环境,提出状态格成本的概念,再采用Dijkstra搜索算法在多条可行避障轨迹中进行寻优。仿真结果表明,汽车在障碍规避过程中横摆角速度和侧向加速度值均符合稳定性要求,验证了该算法的可行性。最后通过CarSim/LabView硬件在环试验对该方法进行了进一步的验证,所得结论与仿真结果基本一致。 展开更多
关键词 状态格 避障 轨迹规划 状态格成本 搜索算法
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移动机器人避障行为酶数值膜控制器 预览
7
作者 黄振 董建平 +1 位作者 段莹莹 张葛祥 《计算机系统应用》 2019年第7期17-25,共9页
为了兼顾膜控制器控制下的移动机器人行走速度和避障效果,提出了一种基于酶数值膜系统的自适应巡航速度避障控制方法.该方法采用酶数值膜系统结构,利用膜之间的信息交流,实现多个膜融合多个传感器的距离信息,根据融合距离信息自适应调... 为了兼顾膜控制器控制下的移动机器人行走速度和避障效果,提出了一种基于酶数值膜系统的自适应巡航速度避障控制方法.该方法采用酶数值膜系统结构,利用膜之间的信息交流,实现多个膜融合多个传感器的距离信息,根据融合距离信息自适应调节巡航速度,使移动机器人能够有效的避开障碍物,同时兼顾无障碍物时移动机器人行走速度.基于移动机器人Pioneer3-DX的仿真和实物实验表明:该方法设计的酶数值膜控制器可行且避障控制效果更优. 展开更多
关键词 移动机器人 酶数值膜系统 膜控制器 自适应巡航速度 避障
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非均匀有理B样条的挖掘机器人作业过程中自主避障控制 预览
8
作者 钟星 邵辉 +1 位作者 胡伟石 聂卓赟 《华侨大学学报:自然科学版》 CAS 北大核心 2019年第1期26-33,共8页
为解决挖掘机器人在作业过程中遇到大障碍物时无法及时调整动作的问题,提出一种基于非均匀有理B样条(NURBS)曲线的轨迹规划方法.利用3次NURBS曲线插值实现特定的挖掘曲线,在与大障碍物发生碰撞时,通过调整权重因子改变挖掘机器人的局部... 为解决挖掘机器人在作业过程中遇到大障碍物时无法及时调整动作的问题,提出一种基于非均匀有理B样条(NURBS)曲线的轨迹规划方法.利用3次NURBS曲线插值实现特定的挖掘曲线,在与大障碍物发生碰撞时,通过调整权重因子改变挖掘机器人的局部挖掘轨迹,并且保证轨迹具有良好的平滑性和连续性.仿真实验表明:所提的轨迹规划方法能够实时调整铲斗位姿,进而改变挖掘路径,使挖掘机器人成功避开障碍物,实现自主平滑挖掘. 展开更多
关键词 挖掘机器人 轨迹规划 非均匀有理B样条 避障
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基于NSGA-Ⅱ的油气管网多目标布局优化
9
作者 柳强 毛莉 《控制工程》 CSCD 北大核心 2019年第2期308-313,共6页
提出了一种基于NSGA-Ⅱ的油气管网多目标布局优化方法。以管道建设费用、集气总站建设费用最小化为主要优化目标,建立了油气管网多目标布局优化模型。应用带精英策略的非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)对所建多目标问题进行求解,其中,通过... 提出了一种基于NSGA-Ⅱ的油气管网多目标布局优化方法。以管道建设费用、集气总站建设费用最小化为主要优化目标,建立了油气管网多目标布局优化模型。应用带精英策略的非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)对所建多目标问题进行求解,其中,通过多边形对障碍进行建模描述,并用集成可视图法处理避障约束。所提方法考虑了油气管网的多目标优化及避障约束,因此具有较好的理论一般性与实际应用价值。最后通过油气管网规划算例验证了所提方法的可行性。 展开更多
关键词 避障 NSGA-II 多目标 油气管网 优化
基于非线性模型预测控制的农用拖挂车避障控制器研究 预览
10
作者 白国星 刘立 +3 位作者 孟宇 罗维东 顾青 梁晨 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期356-362,共7页
为实现农用拖挂车的避障控制,设计了一种基于非线性模型预测控制的避障控制器。考虑到农用拖挂车的避障控制需要同时顾及拖车与挂车的位姿状态,基于刚体运动学和非完整约束条件推导了农用拖挂车的运动学模型,并基于该运动学模型建立了... 为实现农用拖挂车的避障控制,设计了一种基于非线性模型预测控制的避障控制器。考虑到农用拖挂车的避障控制需要同时顾及拖车与挂车的位姿状态,基于刚体运动学和非完整约束条件推导了农用拖挂车的运动学模型,并基于该运动学模型建立了农用拖挂车的位姿状态预测模型。在此基础上,基于改进的禁区惩罚函数设计了优化目标函数,从而完成了基于非线性模型预测控制的农用拖挂车避障控制器的设计。仿真结果表明,农用拖挂车避障控制器能够在较复杂工况下同时控制拖车与挂车实现避障,农用拖挂车各车桥端点轨迹与障碍物中心之间的最小距离减去障碍物半径与安全裕度之和的结果均大于或等于0m。 展开更多
关键词 农用拖挂车 运动学 模型预测控制 避障控制
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增强单目视觉的标定与避障实验分析 预览
11
作者 王庆渠 党淑雯 史瀚海 《实验室科学》 2019年第4期43-45,49,共4页
基于单目视觉的导航需要通过平移产生视差才能获取物体深度,且精度偏低。采用单目摄像机和激光雷达融合,将激光雷达和单目相机坐标映射统一后,然后运用罗德里格矩阵联合加之选权迭代的方法形成三维彩色图像模型,通过微分修正得到了无缝... 基于单目视觉的导航需要通过平移产生视差才能获取物体深度,且精度偏低。采用单目摄像机和激光雷达融合,将激光雷达和单目相机坐标映射统一后,然后运用罗德里格矩阵联合加之选权迭代的方法形成三维彩色图像模型,通过微分修正得到了无缝的深度图像,并设计了camlidar算法作局部避障。在完成摄像机相关标定后,对采用增强单目视觉的小车和采用单一传感器的小车做实际使用实验对比,验证camlidar算法的可行性,提高了对障碍物的识别能力。 展开更多
关键词 单目视觉 增强视觉 标定 避障
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基于改进D^*算法的无人机室内路径规划 预览
12
作者 张飞 白伟 +2 位作者 乔耀华 邢伯阳 周鹏程 《智能系统学报》 CSCD 北大核心 2019年第4期662-669,共8页
针对多旋翼飞行器室内无GPS信号时的导航问题,本文采用二维码阵列构建室内定位系统,基于改进D^*算法实现无人机室内路径规划,从而实现飞行器在室内的自主导航和避障。基于ArUco二维码设计了地面阵列为无人机提供了全局精确定位信息,使... 针对多旋翼飞行器室内无GPS信号时的导航问题,本文采用二维码阵列构建室内定位系统,基于改进D^*算法实现无人机室内路径规划,从而实现飞行器在室内的自主导航和避障。基于ArUco二维码设计了地面阵列为无人机提供了全局精确定位信息,使用改进D^*算法保证了无人机在飞行过程中能自主进行路径规划和飞行。通过设计实验对改进D^*算法进行了数值仿真验证,并在实际无人机的飞行中应用。实验结果证明:所提改进算法较传统D^*算法能更好地保证无人机的飞行安全,同时基于二维码阵列的定位方式不但具有较高精度同时成本低易于实现。 展开更多
关键词 无人机 室内定位系统 路径规划 自主导航 避障 二维码数组 ArUco 改进D^*算法
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基于Sigmoid函数的限制水域船舶避障路径建模 预览
13
作者 王仁强 赵越 《广州航海学院学报》 2019年第1期25-28,33共5页
为了解决限制水域船舶避障问题,设计了一种基于Sigmoid函数的船舶避障路径规划方法.首先分析了船舶避障运动过程和Sigmoid函数几何特征,通过借鉴路径规划理念,构建基于Sigmoid函数的船舶避险运动轨迹.然后,设计一个船舶运动自抗扰控制... 为了解决限制水域船舶避障问题,设计了一种基于Sigmoid函数的船舶避障路径规划方法.首先分析了船舶避障运动过程和Sigmoid函数几何特征,通过借鉴路径规划理念,构建基于Sigmoid函数的船舶避险运动轨迹.然后,设计一个船舶运动自抗扰控制系统实现了船舶避障运动轨迹的实时跟踪.仿真表明基于Sigmoid函数构建的限制水域船舶避险路径实际有效,能够保证船舶避让障碍物. 展开更多
关键词 船舶 避障 路径规划 SIGMOID函数 受限水域 建模
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采摘机器人避障控制系统研究——基于ARM+DSP和视觉传感器 预览
14
作者 吴东明 王丽娟 《农机化研究》 北大核心 2020年第4期218-222,共5页
以采摘机器人移动路径中躲避障碍物为研究对象,首先介绍了视觉系统,接着从系统总体方案、软硬件设计等方面进行了详尽的介绍和设计。系统以防止采摘机器人与障碍物的碰撞为前提,分析了系统躲避障碍物的策略,实现了基于ARM+DSP和视觉传... 以采摘机器人移动路径中躲避障碍物为研究对象,首先介绍了视觉系统,接着从系统总体方案、软硬件设计等方面进行了详尽的介绍和设计。系统以防止采摘机器人与障碍物的碰撞为前提,分析了系统躲避障碍物的策略,实现了基于ARM+DSP和视觉传感器的采摘机器人避障控制。利用MatLab 7.0进行了仿真验证,结果表明:避障控制系统可以实现避障和路径规划,且路径最优、耗时最少,证实了整个系统的可靠性和可行性。 展开更多
关键词 采摘机器人 避障 视觉传感器 ARM DSP MatLab
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基于改进模糊算法的水面无人艇自主避障 预览
15
作者 林政 吕霞付 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2019年第9期2523-2528,共6页
为了提高水面无人艇(USV)在未知、复杂环境下的连续避障性能,提出一种具有速度反馈的模糊避障算法。USV利用激光扫描雷达与多路超声波传感器感知周围环境,通过对障碍物信息进行分组并设置权值的方式进行多传感器数据融合,并在模糊控制... 为了提高水面无人艇(USV)在未知、复杂环境下的连续避障性能,提出一种具有速度反馈的模糊避障算法。USV利用激光扫描雷达与多路超声波传感器感知周围环境,通过对障碍物信息进行分组并设置权值的方式进行多传感器数据融合,并在模糊控制的基础上根据环境情况自动调整航速;进而提出一种考虑障碍物所有分布情况的更全面的模糊控制规则表,增强了USV对复杂环境的适应能力。实验结果表明,所提方法能通过与环境交互调整USV航速使其成功避障并优化避障路径,具有良好的可行性和有效性。 展开更多
关键词 水面无人艇 避障 数据融合 模糊控制 速度反馈
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基于flocking的多智能体群集与避障算法研究与仿真 预览
16
作者 刘婵 朱永川 +1 位作者 白园 何健辉 《通信技术》 2019年第7期1632-1638,共7页
多智能体运动规划问题逐渐成为智能体中研究的热点问题。多智能体运动规划主要包括路径规划、编队控制和避障避碰三种控制行为。主要介绍了基于分布式flocking的群集控制模式,实现了多智能体系统的集结与共识,使多智能体在运动过程中保... 多智能体运动规划问题逐渐成为智能体中研究的热点问题。多智能体运动规划主要包括路径规划、编队控制和避障避碰三种控制行为。主要介绍了基于分布式flocking的群集控制模式,实现了多智能体系统的集结与共识,使多智能体在运动过程中保持一致性,并为系统提供冗余性和结构的灵活性;同时对多智能体的避障控制和目标点控制开展了进一步的研究,解决群集避障问题,在复杂环境下成功抵达任务目标区域;最后通过仿真验证了该算法的合理性和有效性。 展开更多
关键词 FLOCKING 多智能体 群集控制 共识 避障
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基于双目全景视觉的无人机避障技术探究 预览
17
作者 马勋举 张瑞珠 +1 位作者 马子领 严大考 《机电工程技术》 2019年第3期16-19,共4页
无人机经常应用于复杂的环境之中,该环境要求无人机具有自动避障功能。在常用的避障技术中机器视觉具有不可替代的作用,而双目全景视觉集中了双目和全景的优势,在无人机避障领域具有广阔的应用前景。详细分析双目视觉技术、全景视觉技... 无人机经常应用于复杂的环境之中,该环境要求无人机具有自动避障功能。在常用的避障技术中机器视觉具有不可替代的作用,而双目全景视觉集中了双目和全景的优势,在无人机避障领域具有广阔的应用前景。详细分析双目视觉技术、全景视觉技术及双目全景视觉技术的结构和原理,并提出基于双目全景视觉的无人机避障技术流程和该技术未来的发展方向。 展开更多
关键词 无人机 双目全景视觉 避障
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篮球战术在采摘机器人避障模糊控制系统中的应用 预览
18
作者 赵晓红 李海玉 《农机化研究》 北大核心 2020年第4期240-244,249共6页
为了实现采摘自动化,加快采摘机器人的普及,在成本低廉的测距传感器模糊控制避障系统的基础上,设计了新型摘机器人避障系统。基于篮球战术规则设计了模糊规则库,提高了避障精度。系统包括避障系统、目标导引系统、权重分析系统和动作融... 为了实现采摘自动化,加快采摘机器人的普及,在成本低廉的测距传感器模糊控制避障系统的基础上,设计了新型摘机器人避障系统。基于篮球战术规则设计了模糊规则库,提高了避障精度。系统包括避障系统、目标导引系统、权重分析系统和动作融合系统,最终输出机器人的速度V和转角Δθ。通过控制左右两驱动电机,实现机器人的速度V和转角Δθ。本系统具有成本低及工作可靠性高的特点,通过系统仿真发现,与传统的传感器模糊控制避障系统相比,该系统显著提高避障性能。 展开更多
关键词 采摘机器人 避障模糊控制 篮球战术规则
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大数据在农业机器人路径规划实时同步定位中的应用 预览
19
作者 朱雯曦 《农机化研究》 北大核心 2020年第3期198-202,共5页
为了使农业机器人能够有效地避开作业过程中的障碍物,设计了基于大数据的农业机器人路径规划与实时同步定位系统。该系统采用大数据云平台,给出了单个小障碍物的避障策略,提出了避障路径规划和实时同步定位算法。实验结果表明:应用云平... 为了使农业机器人能够有效地避开作业过程中的障碍物,设计了基于大数据的农业机器人路径规划与实时同步定位系统。该系统采用大数据云平台,给出了单个小障碍物的避障策略,提出了避障路径规划和实时同步定位算法。实验结果表明:应用云平台大数据进行路径规划和实时定位非常有效,解决了农业机器人在作业过程中的路径规划和实时同步定位问题,可为其他相关领域的避障路径规划提供参考。 展开更多
关键词 农业机器人 大数据 路径规划 避障 同步定位
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基于UG二次开发干涉避障仿真研究 预览
20
作者 方瑞 陈岳坪 《广西科技大学学报》 2019年第3期64-69,共6页
在实际的加工检测过程中,对复杂曲面生成的测点依次进行检测,检测过程中可能会因为路径规划或者曲面曲率大小问题导致测头碰撞工件,为了防止在线检测过程中测头测针与工件产生干涉,需要对UG干涉模块进行二次开发.在简要阐述了UG二次开... 在实际的加工检测过程中,对复杂曲面生成的测点依次进行检测,检测过程中可能会因为路径规划或者曲面曲率大小问题导致测头碰撞工件,为了防止在线检测过程中测头测针与工件产生干涉,需要对UG干涉模块进行二次开发.在简要阐述了UG二次开发基础以及UG自带的干涉模块分析基础上,基于UG平台,将Visual Studio与UG函数进行关联,利用UG中的UISTyler和MenuSeript开发工具,实现了在线检测中的干扰检测和避障. 展开更多
关键词 UG二次开发 干涉检测 避障
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