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[期刊] 清华大学学报(自然科学版)
[作者]
刘华平 郑向梅 孙富春
移动机器人的室内定位是机器人领域中的一个热点问题,移动机器人的定位包括位置与方位两方面。为对移动机器人方位进行有效的估计,该文提出了基于支持向量机(support vector machine,SVM)的机器人方位回归模型,选定激光雷达信息作为模型的输入量、机器人的方位作为输出量;并与基于极限学习机(extreme learning machine,ELM)的机器人方位回归模型进行对比。实验结果表明:基于极限学习机回归模型的均方误差为0.320rad,训练时间为0.936s;基于支持向量回归模型的均方误差为0.113rad,训练时间为9 273s。该回归模型可为机器人方位估计提供一定的应用价值。
关键词：
支持向量回归 方向估计 移动机器人
[期刊] 物流技术
[作者]
周晓光 张喜妹 刘玉坤
介绍了一种基于移动机器人的新型订单拣选解决方案—Ｋｉｖａ系统，该系统以货到人前的设计思路和高度灵活的自动化过程，实现了对传统配送中心中大量的人工拣选和分拣作业的改革。从Ｋｉｖａ系统的设备组成、主要作业模式两方面对其进行介绍，并与传统配送中心进行了优缺点比较。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
赵师兵 张志明 康琦 张军旗
快速、准确地识别墙线环境元素是室内移动机器人导航功能的重要基础。该文针对传统霍夫变换方法易丢失信息和产生过多冗余线段问题，提出一种基于激光雷达点云数据空间特性的2D墙线直接提取算法。首先通过点云直通滤波技术去除原始三维点云数据中的地面点云干扰；然后将清洗后的点云投影到二维地平面上，转化为二值化图像后进行直线检测；再利用自定义的直线滤波增强算法，在减少冗余线段的同时保留更多有效墙线信息，从而快速生成更为吻合的建筑物墙线模型。仿真实验结果表明，新算法在不同复杂度场景下提取的线段数量整体平均降低50.8%，且处理时间小于100 ms，满足移动机器人导航过程中实时环境识别需求。该实验适合用作高校教学实验，有助于学生将理论知识与实践操作相结合，深入理解室内地图构建与环境感知技术。
[期刊] 西北农林科技大学学报(自然科学版)
[作者]
蒋浩然 陈军 王虎 雷王利 袁池
针对目前果园移动机器人自动导航技术研究现状,综合分析现有的有关文献,依据环境感知方式的不同,分别讨论了以激光、视觉、机械、电磁、GPS、超声波为感知系统的导航方法的研究进展,分析了现有几种导航方法在精度、实时性、抗干扰能力及系统适应性等方面的优缺点,认为多传感器融合技术可为果园移动机器人的导航提供更高的精度和稳定性。在此基础上,提出了未来果园移动机器人自动导航技术的发展趋势,即多传感器融合技术是果园移动机器人感知环境的主要手段,满足果园移动机器人精度和稳定性要求的导航系统将是今后研究的重点。
关键词：
果园 移动机器人 导航技术 多传感器融合
[期刊] 华中师范大学学报(自然科学版)
[作者]
田晋宇 王创创 何平 熊兴中
针对多个非完整链式系统无领航者的一致性问题,首先通过链式变换将非完整机器人系统转换为四状态的非完整链式模型.然后设计了一种分布式协同控制器,该控制器允许多非完整系统的通信拓扑为一般的无向图,并利用Lyapunov稳定性定理和LaSalle不变原理对控制器的稳定性进行了证明.最后设计了数值仿真实验,证明了控制算法的有效性.
关键词：
非完整系统 一致性 机器人
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
韦锦 孙玉玺 蒙艳玫 董振 唐治宏
采用硬件模块化、软件组件化的开发方式,通过开放性的输入输出接口,用可反复重构的模块化硬件、组件式软件构成积木式完全开放的柔性综合教学平台,具有极高的灵活性和可扩充性。该实验平台为学生提供多门课程的基础性、综合性、设计性实验的学习,将课程学习及实验和实际工业应用联系起来,并进一步提升到工业机器人硬件设计、安装调试和软件开发等创新设计、研究性学习,提高了学生学习的兴趣和积极性,培养了学生实际应用和综合创新能力,满足现代工业企业对综合技能人才的需求。
关键词：
移动机器人 综合实验平台 模块化设计
[期刊] 运筹与管理
[作者]
冯爱兰 杨腾 马立坤 孔继利
本文对移动机器人履行系统中货架调度任务的履行过程进行分析，根据机器人在货架装载、搬运、拣选、卸载四个过程的作业特点建立闭排队网络模型。采用近似平均值分析算法求解，实现系统绩效的迅速评估。通过与仿真计算实验的对比证明，模型对系统绩效的评估误差不超过5%。利用闭排队网络模型评估拣选台、机器人利用率和调度任务履行能力，实现对系统设施配置的讨论和优化。研究表明，拣选台均匀分布于仓库较长的两侧能提高系统履行绩效；系统存在最优机器人投放数量使系统整体利用率较高。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
陈正升 王雪松 程玉虎 刘凯旋
路径规划是人工智能与机器人工程专业本科生“智能机器人与无人系统”课程的重要内容，具有理论性与实践性强及知识更新快等特点。为了使学生直观深入地掌握该知识点，该文以机器人操作系统ROS为基础，搭建了一套虚实结合的移动机器人路径规划实验平台。该平台的仿真客户端采用模块化方法将移动机器人、多种全局与局部路径规划算法及典型动态环境地图集成到虚拟仿真平台中，同时设计人机交互界面对仿真平台与真实移动机器人进行控制与参数显示。进一步，通过ROS节点通信机制实现仿真平台与真实移动机器人之间的信息交互，实现仿真客户端对机器人的控制与信息传递。最后，以Turtlebot2移动机器人为对象，开展路径规划算法的仿真与实验以对平台进行验证。
[期刊] 运筹与管理
[作者]
张经天 胡晓 翁迅 马莹 于潇
任务分配是影响移动机器人拣货系统效率的关键决策问题。针对具有差异化客户评级特征的业务场景，考虑系统的动态任务耗时特性和拣选站播种墙容量约束，提出了一种基于混合启发式算法的集中式任务分配方法。首先，在客户订单优先级约束下构建以最大完工时间最小为目标的任务分配优化模型。其次，考虑机器人在任务执行中因加减速、转弯、升降货架、排队等待导致的动态任务耗时以及播种墙容量限制，设计最大完工时间生成方案。随后，开发基于记忆精英种群的灾变自适应大邻域搜索算法(MEPCALNS)对模型进行求解，提高了传统自适应大邻域搜索算法的搜索深度和搜索效率。最后，通过数值实验证明了算法的有效性和稳定性。研究成果有利于提高移动机器人拣货系统的分拣效率。
[期刊] 清华大学学报(自然科学版)
[作者]
刘志 陈恳 徐静
提高运动精度是机器人执行精密操作的基础.该文针对重载操作造成的机器人末端结构变形问题进行位姿补偿研究.首先,提出了基于模型和数据驱动的机器人末端6D位姿估计方法,该方法利用基于Gauss过程回归的机器人运动学误差模型获得部分目标点空间位置的预测值;然后,提出了基于测量平差的位姿修正方法,对目标点位置的实测值和预测值进行修正,以提高位姿的估计精度.实验结果表明,该文提出的位姿估计方法能够精确地补偿重载操作引入的结构变形误差.
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
罗耀耀 钟山 王锐 王楠 杨韵秋
室内复杂环境下,机器人实时姿态估计是控制机器人的前提。在RF2O运动估计方法的基础上,针对移动机器人建立五自由度运动学方程,使用扩展卡尔曼滤波器(EKF)实现惯性测量单元(IMU)姿态信息与RF2O数据的融合,以IMU信息作为EKF状态预测方程的输入,RF2O数据作为观测信息。在机器人平台进行多组实地实验,结果表明:扩展卡尔曼滤波融合后的数据与传统数据相比,均方根误差减小了23.9%,同时排除了激光雷达的机械干扰,累积误差明显降低。
[期刊] 中南林业科技大学学报
[作者]
陈宗铸 杨琦 雷金睿 陈小花 李苑菱
激光雷达(LiDAR)是一种适用于大范围快速获取森林三维数据的新手段,但是基于Li DAR的林业参数估计算法和提取精度仍有待进一步提高。以海南省三亚市热带区域森林为研究对象,基于其扫描获取的Li DAR点云数据提出了改进的动态移动窗口搜索算法,进行冠高模型建模与生成,并提出了基于此模型进行林木平均高度估计的方法。通过改进的算法,利用C#编程、Las Tools、Arc GIS等相关工具对点云数据进行网格化,从而进行DEM和DSM提取、CHM生成、平均树高等参数估计。结果表明:经过算法的改进,大面积森林的数字地面模型(DEM)、数字表面模型(DSM)和冠高模型(CHM)可以从Li DAR数据中快速提取,但Li DAR点云获得的树高值比实际值低。这是由于Li DAR数据树顶的错失及点云的低密度所导致的,然而通过最低树高值的不断增加,其实测值与估计值的差值也在逐渐缩小。
[期刊] 湖南农业大学学报(自然科学版)
[作者]
黄金其 黄晶晶 谢景鑫 肖旭 李明 许永伟
基于移动式三维激光雷达，建立了一种柑橘冠层结构信息(树高、冠幅、分枝角度)的获取方法：1)利用移动式三维激光雷达获取柑橘三维点云数据；2)选定SOR滤波组合(k,α)分别为(100,0.9),(20,1.2),(100,0.9)对冠层残缺叶片点云和叶片边缘点云进行滤波处理；3)利用Mean shift算法求取植株点云中心结合采集点角度，完成点云初始匹准；4)运用ICP算法进行精准拼接并构建完整植株的三维模型，提取柑橘的株高、冠幅和枝干角度信息。验证结果表明，三维模型获取树高、冠幅、枝干角度的相对误差分别小于等于2.5%、小于等于4.5%、小于等于5.5%，判定系数R~2大于0.97，均方根误差大于5.1。
[期刊] 湖南农业大学学报(自然科学版)
[作者]
黄金其 黄晶晶 谢景鑫 肖旭 李明 许永伟
基于移动式三维激光雷达，建立了一种柑橘冠层结构信息(树高、冠幅、分枝角度)的获取方法：1)利用移动式三维激光雷达获取柑橘三维点云数据；2)选定SOR滤波组合(k,α)分别为(100,0.9),(20,1.2),(100,0.9)对冠层残缺叶片点云和叶片边缘点云进行滤波处理；3)利用Mean shift算法求取植株点云中心结合采集点角度，完成点云初始匹准；4)运用ICP算法进行精准拼接并构建完整植株的三维模型，提取柑橘的株高、冠幅和枝干角度信息。验证结果表明，三维模型获取树高、冠幅、枝干角度的相对误差分别小于等于2.5%、小于等于4.5%、小于等于5.5%，判定系数R~2大于0.97，均方根误差大于5.1。
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