機(jī)器人最新期刊目錄

分布式驅(qū)動-轉(zhuǎn)向多級鉸接移動機(jī)器人構(gòu)形設(shè)計(jì)及控制方法————作者：胡喆熙;彭會帥;李浩語;楊毅;謝杉杉;

摘要：鉸接移動機(jī)器人平臺具有運(yùn)載量大、模塊組合靈活等優(yōu)點(diǎn)，但存在通過性差、內(nèi)穩(wěn)定性差等突出問題，極大限制了運(yùn)載場景和效率。本文設(shè)計(jì)了一種搭載分布式驅(qū)動與轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的多級鉸接移動機(jī)器人平臺與控制方法。首先，基于多級鉸接平臺的遞推運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)特征分析提出了前軸驅(qū)動、后輪轉(zhuǎn)向的全掛型掛車分布式轉(zhuǎn)向和驅(qū)動部署方案。而后，針對多級鉸接平臺轉(zhuǎn)彎掃掠面積大導(dǎo)致的通過性差問題，設(shè)計(jì)了基于運(yùn)動學(xué)推演和坐標(biāo)系變換的掛車后輪...

機(jī)器人末端自動化螺栓裝配執(zhí)行器的設(shè)計(jì)與控制————作者：劉宗誠;馬鵬菲;彭海軍;

摘要：針對現(xiàn)有螺栓裝配機(jī)器人在狹小空間裝配操作的難題，設(shè)計(jì)了一種安裝在機(jī)器人末端的輕質(zhì)小型自動化裝配執(zhí)行器，并以STM32單片機(jī)作為控制器進(jìn)行了電壓電流雙閉環(huán)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。在實(shí)現(xiàn)螺栓的自動推進(jìn)和自動復(fù)位的裝配過程中，控制系統(tǒng)可實(shí)時采集執(zhí)行器工作所需的電壓、電流信號，經(jīng)處理后由STM32單片機(jī)產(chǎn)生電壓信號，實(shí)現(xiàn)對執(zhí)行器工作的精確控制。螺栓裝配過程的自動推進(jìn)和自動復(fù)位減輕了攜帶執(zhí)行器的機(jī)械臂的運(yùn)動控制難度；...

RefN-SLAM：反射場景下的神經(jīng)SLAM方法————作者：胡佳豪;尚偉偉;湯新勝;張飛;

摘要：傳統(tǒng)的同步定位與地圖構(gòu)建（SLAM）方法依賴光度一致性假設(shè)，往往無法處理復(fù)雜光照變化的場景。為此，提出了一種基于神經(jīng)輻射場的反射場景映射方法 RefN-SLAM。具體來說，使用2個神經(jīng)輻射場對場景的高光和低光部分分別建模，并通過與固定色調(diào)映射系數(shù)加權(quán)相加，得到最終場景的顏色表示。與此同時，結(jié)合表面感知采樣和透視感知采樣，進(jìn)一步增強(qiáng)了場景的深度感知，并通過由粗到精的優(yōu)化提升了重建精度和計(jì)算效率。最終...

陸空兩棲多模態(tài)可變形機(jī)器人————作者：魏慧;張斌;黃伯超;徐浩桐;羅楊;許諾;臧金良;祝俊怡;

摘要：針對抵近偵察任務(wù)中，空基無人機(jī)噪聲大、旋翼氣流干擾大，陸基機(jī)器人難以跨域操控等突出問題，提出一種陸空兩棲機(jī)器人。機(jī)器人具備空中飛行、陸地行駛多模式。空中飛行模式下可快速抵達(dá)，陸地行駛模式下可低噪聲抵近偵察。提出了輕量化機(jī)臂可變形自鎖機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，飛行時無須額外機(jī)械裝置即可確保旋臂處于安全鎖定狀態(tài)，行駛時基于位置誤差實(shí)現(xiàn)狀態(tài)保持，提升機(jī)器人的狹窄空間通過能力。提出結(jié)構(gòu)化機(jī)體順槳機(jī)構(gòu)，槳葉可自動歸中，有效...

無人機(jī)遮擋目標(biāo)檢測與協(xié)同跟蹤方法————作者：崔陽潔;屠展;楊彬淇;任文婧;向錦武;董鑫;

摘要：無人機(jī)常因受低空復(fù)雜環(huán)境中的障礙物遮擋而導(dǎo)致所跟蹤的目標(biāo)丟失。分析其原因：一是在感知階段，目標(biāo)被遮擋導(dǎo)致無人機(jī)無法準(zhǔn)確識別；二是在跟蹤階段，單一無人機(jī)的視野范圍有限且觀察角度無法快速調(diào)整。為實(shí)現(xiàn)高效穩(wěn)定的目標(biāo)跟蹤，本文首先針對遮擋目標(biāo)檢測，提出了一種輕量化的基于Transformer網(wǎng)絡(luò)的目標(biāo)跟蹤方法，該方法摒棄傳統(tǒng)Transformer中冗余的解碼器結(jié)構(gòu)，構(gòu)建純編碼器視覺模型，實(shí)現(xiàn)了對遮擋目標(biāo)的...

基于高程圖可著陸性分析的無人機(jī)可靠自主著陸與避險(xiǎn)方法————作者：王寧寧;仲訓(xùn)昱;謝涵;徐智凌;劉強(qiáng);

摘要：無人機(jī)在未知環(huán)境中自主著陸是一項(xiàng)極具挑戰(zhàn)性的任務(wù)。為解決這一問題，構(gòu)建了安全高效的激光著陸系統(tǒng)。該系統(tǒng)基于激光和慣性測量單元（IMU）的感知信息獲取定位數(shù)據(jù)，將點(diǎn)云投影到高程地圖坐標(biāo)系，并利用貝葉斯廣義核高程推理法和改進(jìn)的動態(tài)點(diǎn)更新算法，對稀疏的高程地圖進(jìn)行預(yù)測、填充和動態(tài)更新，從而生成稠密且信息全面的高程地圖。隨后，通過分析高程地圖的地形幾何參數(shù)，如傾斜度、粗糙度和階躍度，生成可著陸性分析地圖。...

微型撲翼飛行器的動態(tài)建模與高機(jī)動控制————作者：劉志杰;王文龍;張建輝;黃海豐;賀威;梁論飛;

摘要：針對無尾翼的撲翼飛行器的軌跡跟蹤問題，提出了一種基于準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)模型的耦合軌跡跟蹤控制器。首先，結(jié)合準(zhǔn)定常模型和葉素法對飛行器的氣動特性進(jìn)行建模與分析，構(gòu)建飛行器的準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)氣動力模型。其次，采用四元數(shù)描述飛行器的姿態(tài)，建立了撲翼飛行器的耦合動力學(xué)模型，以全面反映飛行器的運(yùn)動特性。在控制器設(shè)計(jì)階段，基于未解耦的飛行器動力學(xué)模型，引入中間控制量，設(shè)計(jì)了基于模型的位置―姿態(tài)雙環(huán)耦合控制方案，以實(shí)現(xiàn)高精度的軌跡跟...

基于意圖推理的城市環(huán)境下低空飛行目標(biāo)軌跡預(yù)測方法————作者：陳宇燊;白成超;顏鵬;鄭紅星;郭繼峰;

摘要：針對城市低空飛行目標(biāo)異構(gòu)性、高密度化帶來的軌跡預(yù)測難題，提出一種融合意圖推理與局部規(guī)劃的分層軌跡預(yù)測框架，通過融合貝葉斯推理與深度學(xué)習(xí)的混合推理機(jī)制，實(shí)時估計(jì)飛行器目的站點(diǎn)的概率分布，根據(jù)估計(jì)結(jié)果進(jìn)行局部軌跡規(guī)劃，提升長期軌跡預(yù)測的準(zhǔn)確性。首先，將城市區(qū)域離散化為若干通行區(qū)塊，利用LSTM（長短期記憶）網(wǎng)絡(luò)從歷史軌跡中學(xué)習(xí)軌跡轉(zhuǎn)移概率模型，通過區(qū)域離散化降低了直接預(yù)測坐標(biāo)的困難；其次，基于貝葉斯理...

復(fù)雜環(huán)境下基于TCP-DQN算法的低空飛行器動態(tài)航路規(guī)劃————作者：許振陽;陳謀;韓增亮;邵書義;

摘要：針對深度強(qiáng)化學(xué)習(xí)算法在解決低空飛行器動態(tài)航路規(guī)劃時出現(xiàn)的訓(xùn)練效率低、收斂速度慢以及航路可飛性差等問題，提出了一種基于目標(biāo)導(dǎo)向課程學(xué)習(xí)和優(yōu)先經(jīng)驗(yàn)回放策略的深度Q網(wǎng)絡(luò)（TCP-DQN）動態(tài)航路規(guī)劃算法。首先，在強(qiáng)化學(xué)習(xí)算法框架中引入課程學(xué)習(xí)機(jī)制，通過設(shè)置目標(biāo)引導(dǎo)機(jī)動策略，在提高算法訓(xùn)練速度的同時優(yōu)化所規(guī)劃航路的可飛性。其次，構(gòu)建訓(xùn)練組合獎勵函數(shù)以解決DQN獎勵值稀疏問題，并通過優(yōu)先回放低空飛行器避障經(jīng)...

面向沼澤濕地環(huán)境采樣的空中作業(yè)機(jī)器人變剛度柔順控制————作者：陳彥杰;沈蒙召;施瑋恒;鐘杭;繆志強(qiáng);王耀南;

摘要：針對空中作業(yè)機(jī)器人在沼澤濕地環(huán)境下執(zhí)行采樣任務(wù)時的柔順操縱和精確控制問題，提出了一種變剛度柔順控制框架。首先，設(shè)計(jì)了一種基于能量罐的變剛度導(dǎo)納控制方法，實(shí)現(xiàn)空中作業(yè)機(jī)器人的柔順采樣。其次，提出了一種邊界自適應(yīng)方法，有效解決了因變剛度柔順性引發(fā)的能量罐能量不足的問題，提升了空中作業(yè)機(jī)器人采樣過程的安全性。然后，利用規(guī)定時間控制方法設(shè)計(jì)了干擾觀測器和位姿控制器，改進(jìn)了空中作業(yè)機(jī)器人的干擾估計(jì)，提升了軌...

張拉整體跨域機(jī)器人的設(shè)計(jì)與控制————作者：陶子辰;劉松源;桂昀;郝思遠(yuǎn);方浩;楊慶凱;

摘要：為實(shí)現(xiàn)跨域能力的深度融合，提出了一種創(chuàng)新的空地跨域機(jī)器人設(shè)計(jì)，融合了可變形的六桿張拉整體結(jié)構(gòu)與四軸八旋翼無人機(jī)，利用張拉整體結(jié)構(gòu)的柔性特性，不僅賦予了機(jī)器人較強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)能力，還有效降低了飛行過程中的碰撞損傷風(fēng)險(xiǎn)，從而顯著提升了抗沖擊能力和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。相比于傳統(tǒng)跨域機(jī)器人簡單拼接地面和飛行模塊的方式，本文通過模塊間的深度融合，使機(jī)器人能夠在地面移動和空中飛行之間靈活切換。該機(jī)器人設(shè)計(jì)的核心創(chuàng)新在于...

基于視覺語言模型的多模態(tài)無人機(jī)跨視圖地理定位————作者：陳鵬;陳旭;羅文;林斌;

摘要：無人機(jī)跨視圖地理定位通過在衛(wèi)星拒止條件下匹配機(jī)載圖像與地理參照圖像實(shí)現(xiàn)自主定位，主要挑戰(zhàn)在于跨視圖圖像間的顯著外觀差異。現(xiàn)有方法多局限于局部特征提取，缺乏對上下文關(guān)聯(lián)和全局語義的深入挖掘。為此，本文提出了一種基于視覺語言模型的多模態(tài)無人機(jī)跨視圖地理定位模型。利用CLIP(contrastive language-image pre-training)模型構(gòu)造了一個視圖文本描述生成模塊，將CLIP模...

基于子母式多無人機(jī)協(xié)同的多目標(biāo)追蹤————作者：王翰章;張雪濤;劉一莎;張雪波;莊嚴(yán);

摘要：針對多無人機(jī)多目標(biāo)追蹤中存在的障礙物分布隨機(jī)、多目標(biāo)分布分散且易脫離傳感器感知范圍等問題，提出了一種基于子母式多無人機(jī)系統(tǒng)的多目標(biāo)聯(lián)合覆蓋與追蹤方法。首先利用Welzl算法生成的最小包圍圓引導(dǎo)母機(jī)規(guī)劃追蹤軌跡以覆蓋更多的目標(biāo)；然后根據(jù)母機(jī)對多目標(biāo)位置的預(yù)測結(jié)果調(diào)度子機(jī)抵近目標(biāo)進(jìn)行一對一追蹤；最后子母機(jī)通過在線協(xié)同追蹤來實(shí)現(xiàn)對區(qū)域內(nèi)多目標(biāo)的持續(xù)穩(wěn)定觀測。仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明所提方法能夠有效提升多無人機(jī)對...

面向時變觀測噪聲的無人機(jī)光電系統(tǒng)對地目標(biāo)的無源定位方法————作者：閆嘯家;孫世巖;胡清平;應(yīng)文健;石章松;

摘要：針對無人機(jī)光電系統(tǒng)在多目標(biāo)無源定位中面臨的時變觀測噪聲問題，提出一種聯(lián)合自適應(yīng)擴(kuò)展卡爾曼濾波（JAEKF）算法來實(shí)現(xiàn)對地面目標(biāo)的無源地理定位。該算法采用3級遞階處理架構(gòu)：第1級構(gòu)建經(jīng)典擴(kuò)展卡爾曼濾波框架，實(shí)現(xiàn)目標(biāo)地理坐標(biāo)的基線估計(jì)，有效抑制靜態(tài)觀測噪聲干擾；第2級通過動態(tài)殘差協(xié)方差矩陣的實(shí)時分析，自適應(yīng)調(diào)節(jié)觀測模型中預(yù)測值與測量值的權(quán)重分配；第3級設(shè)計(jì)時變遺忘因子的調(diào)節(jié)機(jī)制，使觀測協(xié)方差的預(yù)測值能...

基于改進(jìn)阿爾法進(jìn)化算法的共享無人機(jī)配送調(diào)度優(yōu)化————作者：沈丹陽;趙浩然;

摘要：無人機(jī)配送作為低空經(jīng)濟(jì)的核心應(yīng)用場景，其共享模式在降低物流企業(yè)初期投入的同時，還面臨訂單收益動態(tài)平衡、設(shè)備投資回收周期壓縮與客戶服務(wù)率提升的三重經(jīng)營挑戰(zhàn)。為突破現(xiàn)有調(diào)度策略在時空資源利用效率上的局限，本文創(chuàng)新性地構(gòu)建了融合完全時間柔性指標(biāo)的共享無人機(jī)配送調(diào)度模型，通過量化訂單時間窗彈性特征實(shí)現(xiàn)配送任務(wù)的智能組單。針對模型強(qiáng)整數(shù)約束特性，提出改進(jìn)的阿爾法進(jìn)化算法：設(shè)計(jì)了基于全訂單遍歷的可行解構(gòu)造機(jī)制...

基于變權(quán)重改進(jìn)鴿群優(yōu)化的無人機(jī)集群圍捕控制————作者：劉航;袁洋;段海濱;鄧亦敏;

摘要：針對無人機(jī)集群編隊(duì)在跟蹤圍捕運(yùn)動目標(biāo)過程中，編隊(duì)的大小和高度不能自適應(yīng)變化易使目標(biāo)逃出包圍圈的問題，提出了一種基于改進(jìn)鴿群優(yōu)化（PIO）算法的運(yùn)動目標(biāo)圍捕控制框架。通過觀察分析自然界生物的協(xié)同捕獵行為，提出了跟蹤圍捕變速運(yùn)動目標(biāo)的變編隊(duì)圍捕控制策略；為使基于方位信息的分布式控制參數(shù)最優(yōu)，針對PIO算法容易陷入局部最優(yōu)的缺陷提出了改進(jìn)PIO算法。仿真測試結(jié)果表明，在本文圍捕控制框架下無人機(jī)集群能在完...

基于模型校正MPC和PID混合控制的傾轉(zhuǎn)旋翼無人機(jī)過渡模態(tài)飛行控制方法————作者：賀光;黃華平;王祥科;余立;

摘要：針對傾轉(zhuǎn)旋翼無人機(jī)過渡模態(tài)的高度和姿態(tài)控制問題，將MPC（模型預(yù)測控制）方法引入旋翼控制器的高度和姿態(tài)控制回路，設(shè)計(jì)了一種模型校正MPC和PID混合控制算法，通過迭代優(yōu)化來修正MPC控制器及其比重，提升過渡模態(tài)的動態(tài)特性。首先，建立了一種多槳傾轉(zhuǎn)旋翼無人機(jī)的動力學(xué)模型，將旋翼/機(jī)翼干擾、模型動態(tài)變化等建模為不確定動態(tài)；而后，對不確定動態(tài)進(jìn)行離線估計(jì)，結(jié)合基于模型校正的MPC控制器，完成了過渡模態(tài)的...

基于深度強(qiáng)化學(xué)習(xí)的四旋翼無人機(jī)雙向推力控制————作者：李曉信;劉志宏;王冠政;王祥科;

摘要：目前四旋翼無人機(jī)控制技術(shù)主要采用電機(jī)正向推力的思路，限制了雙向轉(zhuǎn)動電機(jī)的應(yīng)用潛力。為了提高四旋翼無人機(jī)的機(jī)動性，擴(kuò)展其動作空間，實(shí)現(xiàn)機(jī)動飛行和快速控制，提出一種基于深度強(qiáng)化學(xué)習(xí)的四旋翼無人機(jī)雙向推力控制方法。該方法首次將深度強(qiáng)化學(xué)習(xí)與四旋翼無人機(jī)雙向推力控制相結(jié)合，在雙向推力的旋翼無人機(jī)動力學(xué)模型的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)基于深度強(qiáng)化學(xué)習(xí)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制器，控制無人機(jī)底層的4個電機(jī)的期望推力，實(shí)現(xiàn)了無人機(jī)在劇烈...

基于梁單元的曲面軟體機(jī)器人簡化力學(xué)模型————作者：程屹濤;楊煥煜;劉珂;

摘要：針對一種可進(jìn)行曲面自由變形的軟體機(jī)器人，提出了一種基于梁單元和非線性有限元理論的簡化力學(xué)模型。首先，使用特定的梁單元對曲面軟體機(jī)器人進(jìn)行有限元離散。其次，使用牛頓―拉弗森迭代法對非線性變形過程進(jìn)行求解，同時推導(dǎo)出給定全局幾何特征時逆向求解各個驅(qū)動器收縮量的映射關(guān)系。數(shù)值計(jì)算和仿真結(jié)果表明，該簡化力學(xué)模型為曲面軟體機(jī)器人的建模、仿真以及控制提供了一個高效的計(jì)算平臺

基于時間干擾的家鴿機(jī)器人轉(zhuǎn)向行為調(diào)控————作者：殷濤;槐瑞托;田鴻超;楊俊卿;汪慧;邵峰;

摘要：動物機(jī)器人運(yùn)動行為調(diào)控中廣泛使用植入式電極刺激，該方法在電極植入和行為調(diào)控刺激階段易造成腦組織損傷。本文利用時間干擾（TI）刺激方法（一種可聚焦到深部腦區(qū)的非侵入式神經(jīng)調(diào)控方法），通過在顱骨固定電極，開展了對家鴿機(jī)器人的轉(zhuǎn)向行為調(diào)控研究。首先，基于構(gòu)建的鴿腦物理模型進(jìn)行仿真測試，分析電場分布情況，并確定電極排列位置及刺激強(qiáng)度大小；然后，通過行為學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步驗(yàn)證該刺激方法對家鴿機(jī)器人行為調(diào)控的有效性...

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