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基于多模型障碍物轨迹融合预测的自动驾驶横纵向联合运动规划算法
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作者 刘本学 左富豪 +3 位作者 张红军 侯俊峰 吴涛 李霞 《现代制造工程》 北大核心 2026年第1期74-86,共13页
针对传统运动规划算法中交通参与者的轨迹预测不适用于复杂行驶场景且未能与后续运动规划有效结合,以实现障碍物位置信息充分利用的问题,提出了一种基于多模型障碍物轨迹融合预测的自动驾驶横纵向联合运动规划算法。首先,通过选择恒定... 针对传统运动规划算法中交通参与者的轨迹预测不适用于复杂行驶场景且未能与后续运动规划有效结合,以实现障碍物位置信息充分利用的问题,提出了一种基于多模型障碍物轨迹融合预测的自动驾驶横纵向联合运动规划算法。首先,通过选择恒定加速度(Constant Acceleration,CA)模型与恒定转弯率和速度(Constant Turn Rate and Velocity,CTRV)模型分别作为长期预测模型和短期预测模型,进行交通参与者的轨迹预测,通过基于卡尔曼滤波器的方法将预测结果融合处理;其次,预测时域内的时空占用情况被栅格化,借助融合预测得到的障碍物轨迹,执行动态规划算法,以获取新的可行边界;然后,通过建立线性时变(Linear Time-Varying,LTV)车辆动力学模型,并对自车全局轨迹进行参数化表示,构建了经典的模型预测控制问题,借助二次规划实现横纵向联合运动规划,以得到符合预期的自车无碰撞运动;最后,使用基于CarSim软件和Simulink软件的验证平台进行了联合仿真,搭建了三车道行驶场景,结果表明,基于多模型障碍物轨迹融合预测的自动驾驶横纵向联合运动规划算法可以有效整合障碍物车辆的轨迹预测以及自车的横纵向联合运动生成任务,其中融合预测算法在处理连续变道场景时表现出更为快速的响应和更小的预测误差,为研究自动驾驶车辆在动态障碍物环境下的运动规划问题提供了参考。 展开更多
关键词 自动驾驶车辆 轨迹融合预测 卡尔曼滤波器 动态规划 可行边界 车辆动力学 模型预测控制
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基于内窥镜视觉的机器人辅助手术中力估计方法
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作者 邢元 王建敏 +3 位作者 马剑雄 唐吉思 马志康 史靖 《天津大学学报(自然科学与工程技术版)》 北大核心 2026年第1期99-110,共12页
在机器人辅助微创手术中,精确的力反馈对于提高手术操作的安全性与质量至关重要.然而,现有的解决方案在实际应用场景中仍面临着如小型化、精准化和普适性等多重挑战,限制了其在复杂临床场景中的广泛应用.因此,如何实现高精度、低成本且... 在机器人辅助微创手术中,精确的力反馈对于提高手术操作的安全性与质量至关重要.然而,现有的解决方案在实际应用场景中仍面临着如小型化、精准化和普适性等多重挑战,限制了其在复杂临床场景中的广泛应用.因此,如何实现高精度、低成本且适用于多种组织类型的力估计成为研究重点.为此,基于手术机器人配备的内窥镜系统,构建了包含多种材料和丰富力学信息数据集,并提出了结合注意力机制的深度学习模型,以优化内窥镜视觉信息的特征提取,从而提升力估计的准确性和鲁棒性.模型以材料变形的内窥镜图像作为输入,结合卷积神经网络的特征提取能力和循环神经网络的时序建模能力,实现对手术器械与组织之间交互力的精确估计.此外,为进一步探究注意力机制在力估计任务中的作用和优化策略,提出了3种不同的注意力模块引入方案.实验结果表明:采用DenseNet-BiLSTM结构并引入SENet模块的模型在3种材料上取得了最佳性能,显著提升了模型的整体表现;同时,注意力模块的位置对不同组织材料的力估计效果具有差异性影响.研究验证了基于内窥镜视觉的深度学习方法在精确估计手术过程中器械与组织间的交互力方面的有效性和可行性,为未来机器人辅助微创手术系统的发展和优化提供了新的方向与理论依据. 展开更多
关键词 机器人辅助微创手术 视觉反馈 交互力估计 注意力机制 深度学习
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基于FPGA的DDPG算法硬件映射解析与机器人运动技能学习
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作者 朱晓庆 毕兰越 +5 位作者 宫婉儒 吴通 李钟军 吴杜兴 张川 杨晓蓬 《哈尔滨工业大学学报》 北大核心 2026年第1期24-34,共11页
为研究神经网络和强化学习算法与高等动物进化原理之间的联系,本文结合深度确定性策略梯度(deep deterministic policy gradient,DDPG)算法构建了一套可观测、可解释的轮足机器人自主运动控制系统。首先在FPGA(field-programmable gate ... 为研究神经网络和强化学习算法与高等动物进化原理之间的联系,本文结合深度确定性策略梯度(deep deterministic policy gradient,DDPG)算法构建了一套可观测、可解释的轮足机器人自主运动控制系统。首先在FPGA(field-programmable gate arrays)上部署Actor-Critic神经网络,并设计了一套FPGA-ARM机器人控制系统,通过实时导出网络权值激活信号并生成权值热力图,以可视化展示策略演化过程。实验表明,该方案单步计算时延缩减至28μs,5000步内完成收敛。同时,权值热力图揭示了策略在初期、中期及后期3个阶段的动态演化,定性分析表明,非关注区域对整体策略影响微弱、资源利用更趋优化。本文提出的硬件-算法协同框架为强化学习“黑箱”可观测性研究提供了新范式,展示了FPGA在嵌入式机器人控制中兼具低延迟、高并行和低功耗的独特优势,为多智能体协作与异构平台下的实时技能学习与硬件加速提供了潜在应用前景。 展开更多
关键词 机器人 学习机理解析 技能学习 FPGA 强化学习
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基于SAM的水陆两栖环境感知微调策略与应用
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作者 左哲 蓝鸿 +1 位作者 覃卫 王坤 《北京理工大学学报》 北大核心 2026年第1期20-28,共9页
针对水陆两栖无人平台在不确定环境中面临的高误报率及多感知任务整合困难的问题,本研究提出了一种基于分割一切模型(segment anything model,SAM)的多模型联合环境感知方法,实现了障碍物检测与水陆域分割的统一处理.具体而言,是将U-Net... 针对水陆两栖无人平台在不确定环境中面临的高误报率及多感知任务整合困难的问题,本研究提出了一种基于分割一切模型(segment anything model,SAM)的多模型联合环境感知方法,实现了障碍物检测与水陆域分割的统一处理.具体而言,是将U-Net和YOLOv8与SAM结合,U-Net和YOLOv8负责获取目标的粗略轮廓,而SAM通过其编码−解码结构实现进一步精细分割.此外,设计了专门的微调策略以实现联合训练,进一步提升了模型的性能.本研究还构建了专有数据集USV-Dataset,并开发了数据引擎以提高标注效率.为增强模型的泛化能力,采用了4个公开数据集与USV-Dataset进行混合训练,涵盖了多样化的场景和障碍物类别.实验结果表明,该方法实现了96.8%的mPA分割精度和10 FPS的推理速度,展现出良好的泛化能力,能够满足中低速两栖无人平台的实时环境感知需求. 展开更多
关键词 水陆两栖平台 环境感知 SAM 多模型融合
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基于点云的复杂工件机器人喷涂方法
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作者 王化明 沈颖 +1 位作者 姜少华 徐轲 《江苏大学学报(自然科学版)》 北大核心 2026年第1期25-30,共6页
针对示教喷涂机器人在面对多品种小批量工件时适应性差的问题,研究一种基于3D点云模型参数化重建的复杂工件机器人喷涂方法.采用线激光视觉传感器扫描工件得到其3D点云,去除点云中背景及挂钩以分割工件点云,在工件点云主矢量方向投影并... 针对示教喷涂机器人在面对多品种小批量工件时适应性差的问题,研究一种基于3D点云模型参数化重建的复杂工件机器人喷涂方法.采用线激光视觉传感器扫描工件得到其3D点云,去除点云中背景及挂钩以分割工件点云,在工件点云主矢量方向投影并切片以获得工件尺寸,进行工件的参数化建模.根据工件特征表面的类型,将凹面和具有复连通区域的面分解为封闭的凸面,采用扫描线法生成喷涂路径并进行机器人轨迹规划.构建机器人喷涂系统,多次测试表明:系统能基于工件点云进行三维模型重建及机器人轨迹规划,机器人能沿规划轨迹运动,对工件悬挂位姿要求不敏感,满足工件喷涂的实际需求. 展开更多
关键词 机器人 点云 参数化建模 轨迹规划 喷涂系统
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基于模仿学习的滑动转向移动机器人脱困方法研究
6
作者 毕松 丁赟 《农机化研究》 北大核心 2026年第2期199-208,251,共11页
滑动转向移动机器人因其结构简单紧凑、运行稳定和制造成本低的优势在农业移动机器人领域备受欢迎。户外果园中存在大量局部地形起伏的路面,当滑动转向移动机器人在其中行走时会出现部分轮胎脱地现象;当滑动转向移动机器人在轮胎脱地时... 滑动转向移动机器人因其结构简单紧凑、运行稳定和制造成本低的优势在农业移动机器人领域备受欢迎。户外果园中存在大量局部地形起伏的路面,当滑动转向移动机器人在其中行走时会出现部分轮胎脱地现象;当滑动转向移动机器人在轮胎脱地时进行转向过程中会进入受困状态。因此,从滑动转向移动机器人受困机理和脱困控制的角度出发,研究了基于本体感知和生成对抗模仿学习的滑动转向移动机器人异常检测和脱困控制方法;在Unity引擎中搭建了户外局部地形起伏的仿真环境,并对实际滑动转向移动机器人进行了动力学仿真;设计了滑动转向移动机器人的状态空间、动作空间和用于生成模仿学习的脱困专家策略,实现了滑动转向移动机器人的自主脱困和路径跟踪。滑动转向移动机器人的脱困控制试验表明,结合LSTM模型的模仿者策略最终脱困成功率为62%。根据模仿者策略在路径跟踪时的轨迹与实时运行数据可知,其具备在脱困后实现原有路径跟踪的能力。 展开更多
关键词 滑动转向移动机器人 脱困控制 生成对抗模仿学习 受困检测 本体感知
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轮式爬杆机器人结构设计与分析
7
作者 庞然 解南枫 李荣 《煤矿机械》 2026年第1期132-137,共6页
针对油气管道、桥梁拉索等杆状设施人工高空检测风险高、效率低的问题,设计一种具备越障能力与直径适应性的轮式爬杆机器人。该机器人采用周向均匀布置的4组爬行机构,搭配可调弹性压紧机构,通过调整压紧臂转角(10°~30°)实现φ... 针对油气管道、桥梁拉索等杆状设施人工高空检测风险高、效率低的问题,设计一种具备越障能力与直径适应性的轮式爬杆机器人。该机器人采用周向均匀布置的4组爬行机构,搭配可调弹性压紧机构,通过调整压紧臂转角(10°~30°)实现φ60~200 mm杆径适配,驱动轮借助2个自由度完成杆体表面缺陷越障,同时提升负载能力(可搭载15 kg检测设备)与爬行稳定性。基于ABAQUS建立有限元模型,分别进行了静力学及模态分析,结果表明所设计结构强度满足需求;模态分析结果表明,其前6阶固有频率为0~0.759 Hz,与杆体1~3 Hz振动频率无交集,可有效避免共振。该机器人可替代人工完成杆状设施检测,显著提升作业效率与安全性,为能源、基建领域杆状设施维护提供技术支撑。 展开更多
关键词 爬杆机器人 越障能力 静力分析 模态分析
原文传递
低纹理环境下融合点线面特征的双目视觉SLAM算法
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作者 汪泽 饶蕾 +4 位作者 范光宇 陈年生 程松林 杨定裕 姜楚乔 《浙江大学学报(工学版)》 北大核心 2026年第2期322-331,共10页
针对机器人在低纹理场景下基于点特征的ORB-SLAM2存在定位精度低、轨迹漂移误差较大的问题,提出融合点线面特征的双目视觉SLAM算法.在ORB-SLAM2中设计并引入改进的EDLines线特征提取算法,通过短线抑制和相似直线合并策略,降低计算时间... 针对机器人在低纹理场景下基于点特征的ORB-SLAM2存在定位精度低、轨迹漂移误差较大的问题,提出融合点线面特征的双目视觉SLAM算法.在ORB-SLAM2中设计并引入改进的EDLines线特征提取算法,通过短线抑制和相似直线合并策略,降低计算时间并提高线特征提取的质量.提出基于相交直线的平面特征提取方法,基于所提取面特征的几何约束优化位姿估计,减少重投影误差.提出点线面特征的联合优化方法,融合多种特征的几何关系,减少由单一特征带来的误差累积.在KITTI、EuRoC和UMA-VI数据集下测试所提算法的有效性.实验结果表明,相较于ORB-SLAM2、点线特征SLAM以及点面特征SLAM算法,所提算法在定位精度与鲁棒性方面更优. 展开更多
关键词 低纹理环境 视觉SLAM 线特征 面特征 联合优化
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磁性微型细胞球机器人的制备及其微操控系统研究
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作者 武志鑫 樊磊 +2 位作者 陈文杰 亓雪 谭秋林 《传感器与微系统》 北大核心 2026年第1期19-24,共6页
针对功能细胞难以实现精准靶向递送的关键技术瓶颈,提出了一种基于细胞自组装的磁性微型细胞球机器人制备方法及其自动化操控系统。通过将四氧化三铁(Fe_(3)O_(4))磁性纳米颗粒与细胞在非黏附表面共培养,诱导其自发形成3D磁性细胞球结构... 针对功能细胞难以实现精准靶向递送的关键技术瓶颈,提出了一种基于细胞自组装的磁性微型细胞球机器人制备方法及其自动化操控系统。通过将四氧化三铁(Fe_(3)O_(4))磁性纳米颗粒与细胞在非黏附表面共培养,诱导其自发形成3D磁性细胞球结构,在保持细胞功能完整性的同时赋予其优异的磁响应特性。在此基础上,构建了一套基于永磁体的磁控微系统,并发展一种无需图像反馈的导航策略,实现了对细胞球组成微群的精准操控。实验结果表明,系统可在体外环境中高效实现磁性细胞球的自动化聚集,并成功引导其沿指定路径完成定向迁移,展现出良好的运动稳定性。该技术为细胞治疗中的精准递送提供了结构稳定、生物相容性优良且操控便捷的技术平台,具有良好的临床转化前景。 展开更多
关键词 微型机器人 磁性细胞球 磁驱动 磁控系统 靶向递送
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基于RANSAC与改进A^(*)算法的果园移动机器人路径规划研究
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作者 王明之 吕强 +3 位作者 蒋杰 林刚 唐超 张皓杨 《西南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2026年第1期216-228,共13页
针对果园移动机器人在全局路径规划中存在的搜索时间长、安全性低、冗余节点多、路径不平滑以及行间作业精度不高等问题,研究提出一种基于RANSAC(Random Sample Consensus)算法与改进A^(*)算法的路径规划方案。该方案首先利用RANSAC算... 针对果园移动机器人在全局路径规划中存在的搜索时间长、安全性低、冗余节点多、路径不平滑以及行间作业精度不高等问题,研究提出一种基于RANSAC(Random Sample Consensus)算法与改进A^(*)算法的路径规划方案。该方案首先利用RANSAC算法拟合树行直线并提取果树行间中线,为后续改进A^(*)算法提供最优中线参考路径;然后,在A^(*)算法中引入中线栅格缩减策略,引导A^(*)算法优先将中线作为最终路径;接着,对预估函数进行优化以提高运算效率,加入排斥力场函数以提升路径安全性;最后,结合安全距离阈值剔除冗余节点方法以消除多余节点,并采用三次均匀B样条曲线对路径进行平滑处理。在A^(*)算法仿真对比试验中,本文改进A^(*)算法相对于其他算法计算效率更高,生成路径更为安全平滑;在果园仿真栅格地图算法对比试验中,本文算法对于其他算法能规划出更高质量的行间中线路径;在模拟果园路径跟踪试验中,本文算法横向偏差均小于其他算法,适用性更强。 展开更多
关键词 移动机器人 路径规划 A^(*)算法 随机抽样一致算法 果园
原文传递
信号时滞对NMPC路径跟踪系统的影响机理与消减方法
11
作者 白国星 伊力夏提·伊力哈木江 +3 位作者 王俊朋 孟宇 顾青 段孟滨 《工程科学学报》 北大核心 2026年第1期129-141,共13页
目前已有一些针对路径跟踪控制中信号时滞问题的研究工作,但这些工作大多针对某种特定的控制方法,而在路径跟踪控制方法中,非线性模型预测控制(Nonlinear model predictive control,NMPC)具有能够显式处理系统约束、便于实现多目标优化... 目前已有一些针对路径跟踪控制中信号时滞问题的研究工作,但这些工作大多针对某种特定的控制方法,而在路径跟踪控制方法中,非线性模型预测控制(Nonlinear model predictive control,NMPC)具有能够显式处理系统约束、便于实现多目标优化、能够有效利用被控对象前方参考路径信息等优势,但是针对NMPC路径跟踪控制系统中时滞问题的研究较不成熟,制约了这种控制方法的实际应用.为解决上述问题,开展了以下研究工作.首先构建了能够较好地孤立出时滞影响的类车机器人路径跟踪控制系统.接着分析了信号时滞对NMPC路径跟踪控制系统的影响机理,即时滞会导致控制器产生的控制信号不能适应类车机器人在执行控制信号时所处的位置.然后提出了基于增长NMPC预测时域的时滞影响消减方法,即在迭代周期不变的情况下,在无时滞系统较优预测步数的基础上增加二倍时滞周期比以上的整数.最后通过计算机仿真和实验验证了提出方法的有效性.仿真和实验结果表明,信号时滞对NMPC路径跟踪控制系统存在影响,未考虑时滞的NMPC控制算法能够在无时滞系统中实现高精确性路径跟踪,而在有时滞系统中控制失效.通过增长预测时域可以有效消减信号时滞的影响,在信号时滞约为0.2 s的仿真与实验系统中,基于该方法的NMPC控制器可以保证路径跟踪控制的位移误差幅值不超过0.1258 m,航向误差幅值不超过0.0583 rad. 展开更多
关键词 路径跟踪 信号时滞 预测控制 类车机器人 预测时域
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基于领队更换的多机器人队形避障方法
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作者 宋文杰 徐望宝 张志华 《电光与控制》 北大核心 2026年第2期76-82,108,共8页
机器人编队的工作环境中可能存在复杂障碍物,导致机器人与障碍物碰撞不能顺利完成既定任务。针对这一问题,提出了一种基于领队更换的多机器人队形避障方法。使用吸引线段式主从队形图对多机器人进行编队控制,非领队机器人与障碍物的距... 机器人编队的工作环境中可能存在复杂障碍物,导致机器人与障碍物碰撞不能顺利完成既定任务。针对这一问题,提出了一种基于领队更换的多机器人队形避障方法。使用吸引线段式主从队形图对多机器人进行编队控制,非领队机器人与障碍物的距离小于安全距离时,认为该机器人处于危险状态,考虑其成为新的领队,重新计算临时目标点,改变自身运动方向,从而达到避障的目的;机器人的Follower数量发生变化后,选择上一时刻的Follower成为自身新的Leader;同时对领队机器人的人工力矩控制器做出改进,限制转弯时领队机器人的偏转角度从而减小队形误差。通过对不同队形在不同障碍物环境下的仿真研究证明,与其他先进方法比较,所提方法不仅能使多机器人保持队形、安全高效地避开障碍物到达目标点,还能使队形运动轨迹更加流畅。 展开更多
关键词 队形控制 避障 领队更换 人工力矩法
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封面图片说明
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作者 倪浩(文/图) 刘壮(文/图) +4 位作者 马晓龙(文/图) 张欧阳(文/图) 陈萌(文/图) 刘健行(文/图) 吴立刚(文/图) 《哈尔滨工业大学学报》 北大核心 2026年第1期23-23,共1页
封面图片来自于本期论文“基于自适应阈值伪谱法的空间机器人轨迹优化”,生动地呈现了自由飞行空间机器人在太空微重力环境下,精准捕获一个处于非合作自旋状态的金色目标卫星的作业场景。针对传统伪谱法在求解效率与数值精度之间难以平... 封面图片来自于本期论文“基于自适应阈值伪谱法的空间机器人轨迹优化”,生动地呈现了自由飞行空间机器人在太空微重力环境下,精准捕获一个处于非合作自旋状态的金色目标卫星的作业场景。针对传统伪谱法在求解效率与数值精度之间难以平衡的问题,该论文提出了一种基于自适应阈值的分段升阶策略,通过动态监控迭代误差来优化网格配置。实验数据表明,该方法在保持高数值可行性的同时,将计算耗时大大缩短,并有良好的优化表现,可为失效卫星捕获、空间碎片清理等在轨服务任务提供重要的理论支撑与技术方案。 展开更多
关键词 自适应阈值 微重力环境 伪谱法 轨迹优化
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农业仓储潜入式AMR减振系统优化设计
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作者 戚得众 丁璐 +2 位作者 袁丽峰 吴云志 孙强 《中国农机化学报》 北大核心 2026年第1期295-301,共7页
采用SLAM激光雷达导航的潜入式自主移动机器人AMR已应用于农业仓储领域,为实现更好的自主导航需采用对角双激光雷达,而双激光雷达在信息耦合过程中,车体振动会造成导航定位失败。为解决这一问题,需对潜入式AMR的机械结构进行优化设计。... 采用SLAM激光雷达导航的潜入式自主移动机器人AMR已应用于农业仓储领域,为实现更好的自主导航需采用对角双激光雷达,而双激光雷达在信息耦合过程中,车体振动会造成导航定位失败。为解决这一问题,需对潜入式AMR的机械结构进行优化设计。首先设计一种减振驱动单元,并建立该结构力学模型,同时构建AMR工作路面模型。然后利用Adams与Abaqus软件对优化前后AMR结构进行刚柔耦合动力学仿真,仿真结果表明:优化后AMR相比优化前AMR在A、B级路面上Z向加速度均方差优化率分别为36.9%、55.1%,在障碍路面也有较高优化率。最后通过试验验证该设计结构减振性能的有效性,并满足潜入式AMR雷达激光导航及其他性能要求。 展开更多
关键词 农业仓储 潜入式AMR 减振驱动单元 刚柔耦合 动力学
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基于动态点实时滤除与回环优化的SLAM方法
15
作者 张硕 李季轩 +1 位作者 宿玉康 吴雨洋 《北京理工大学学报》 北大核心 2026年第1期47-60,共14页
针对同步定位与实时建图(SLAM)领域中动态干扰引起地图失真及定位漂移工况下回环失效的问题,提出一种融合动态点实时滤除与回环优化的SLAM方法.基于现有多传感器融合SLAM框架,设计点云预处理并优化回环检测.采用栅格特征分析实现地面分... 针对同步定位与实时建图(SLAM)领域中动态干扰引起地图失真及定位漂移工况下回环失效的问题,提出一种融合动态点实时滤除与回环优化的SLAM方法.基于现有多传感器融合SLAM框架,设计点云预处理并优化回环检测.采用栅格特征分析实现地面分割,并结合栅格占有率统计滤除动态点,抑制运动干扰以优化SLAM建图结果.以二进制三角形描述符匹配检索替代半径搜索法,通过几何特征匹配实现回环初判并生成粗匹配位姿;将该位姿作为迭代最近点算法初始值,更鲁棒地加速点云配准以优化SLAM定位结果.实验表明,该方法在动态场景中能快速实时消除地图动态干扰,降低回环耗时,提升SLAM系统定位鲁棒性与建图可靠性. 展开更多
关键词 多传感器融合SLAM 地面分割 动态点滤除 二进制三角形描述符 回环检测
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煤矿井下机器人路径规划方法探讨
16
作者 司垒 刘扬 +1 位作者 王忠宾 马登臣 《智能矿山》 2026年第1期72-78,共7页
针对煤矿井下机器人的路径规划效率低、灵活性差、转折次数多等问题,提出了一种基于SSA-IDWA融合算法的动态路径规划方法。首先,基于激光雷达感知技术,提出了基于SSA算法的路径规划方法,保障了煤矿井下机器人的全局路径规划性能;其次,... 针对煤矿井下机器人的路径规划效率低、灵活性差、转折次数多等问题,提出了一种基于SSA-IDWA融合算法的动态路径规划方法。首先,基于激光雷达感知技术,提出了基于SSA算法的路径规划方法,保障了煤矿井下机器人的全局路径规划性能;其次,为了进一步优化机器人在井下复杂环境的动态避障性能,在SSA算法的基础上,融合了基于模糊规则动态权重改进的DWA算法以完成局部路径规划,实现了机器人的动态、灵活、精确避障。仿真与试验结果表明,所提SSA-IDWA方法相较于其他路径规划方法,避障能力更强、收敛精度更高、收敛速度更快,为煤矿井下机器人的路径规划提出新的解决方案。 展开更多
关键词 全局路径规划 激光雷达 煤矿井下 SSA-IDWA
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基于双层模糊控制与改进遗传算法的移动机器人路径规划算法
17
作者 田敏 吴晓枫 《计算机应用研究》 北大核心 2026年第1期183-190,共8页
为提升移动机器人在复杂道路环境下执行多任务时的路径安全性与规划效率,提出了一种结合双层模糊控制系统和改进遗传算法的方法,以应对移动机器人路径规划中复杂道路环境与多元化任务安全性的挑战。该方法首先构建了一个基于专家系统的... 为提升移动机器人在复杂道路环境下执行多任务时的路径安全性与规划效率,提出了一种结合双层模糊控制系统和改进遗传算法的方法,以应对移动机器人路径规划中复杂道路环境与多元化任务安全性的挑战。该方法首先构建了一个基于专家系统的双层模糊控制系统:第一层将复杂路况和障碍物转换为道路安全度等级,第二层结合任务安全等级生成遗传算法的适应度权重。通过引入道路安全因素优化遗传算法的适应度函数模型,增强路径规划的安全性。算法实现上,采用伯努利混沌映射、Gaussian算子和Symmetrical Sigmoid算子优化选择、交叉、变异操作,提升了全局搜索能力和效率。实验表明,该方法相较于其他算法,路径距离最大减少5.9%,转弯次数最大减少85.7%,且在多种对比实验中表现出优异的普适性和鲁棒性,有效解决了复杂道路环境与任务安全需求之间的关系。 展开更多
关键词 改进遗传算法 路径规划 双层模糊控制系统 移动机器人
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陆空两栖机器人三维集群系统控制
18
作者 徐彬 王天一 +1 位作者 张一博 唐寿星 《北京理工大学学报》 北大核心 2026年第1期13-19,共7页
陆空两栖机器人凭借其地面运动与空中飞行的双模态特性,在工程任务领域已得到广泛研究,但在集群控制领域的应用仍相对有限.这是由于传统集群控制方法多为基于二维平面的群体控制,难以在三维应用场景下的陆空两栖机器人上使用.针对上述问... 陆空两栖机器人凭借其地面运动与空中飞行的双模态特性,在工程任务领域已得到广泛研究,但在集群控制领域的应用仍相对有限.这是由于传统集群控制方法多为基于二维平面的群体控制,难以在三维应用场景下的陆空两栖机器人上使用.针对上述问题,提出了一种融合Boids类群模型动力学特性、控制策略与路径规划方法的陆空两栖机器人集群协同模型,将传统Boids二维集群模型拓展至三维空间.提出了一种集群领导者独立Z轴(高度轴)路径规划方法,实现了集群系统空地模态无缝转换与空地策略的融合.仿真实验验证了所提方法的有效性,分析仿真结果验证了所提出方法的可行性和算法的鲁棒性. 展开更多
关键词 陆空两栖机器人 集群控制 路径规划 虚拟仿真
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基于D^(*)DWA的水面无人艇路径规划
19
作者 段求辉 《控制工程》 北大核心 2026年第1期129-134,共6页
针对水面无人艇在动态环境下的路径规划难以满足全局最优和实时避障需求的问题,提出了一种改进D^(*)算法和改进动态窗口法相融合的算法,即D^(*)DWA。首先,对环境地图进行栅格化建模,利用层次聚类法根据障碍物的坐标位置对地图进行区域划... 针对水面无人艇在动态环境下的路径规划难以满足全局最优和实时避障需求的问题,提出了一种改进D^(*)算法和改进动态窗口法相融合的算法,即D^(*)DWA。首先,对环境地图进行栅格化建模,利用层次聚类法根据障碍物的坐标位置对地图进行区域划分;然后,建立区域障碍物复杂度量化指标向量对D^(*)算法中的代价函数进行优化,获取全局最优路径的基本信息;最后,根据全局最优路径中关键节点信息设计动态窗口法的评价函数,快速规划出全局最优光滑路径。实验将所提出的D^(*)DWA与其他路径规划算法进行了仿真对比。实验结果表明,该算法提高了路径规划的效率,增加了路径的平滑度。 展开更多
关键词 水面无人艇 路径规划 层次聚类法 改进D^(*)算法 动态窗口法
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四足机器人目标检测与抓取实验系统设计
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作者 徐哲壮 兰茜 +3 位作者 张力涛 黄平 张正扬 柯津 《实验室研究与探索》 北大核心 2026年第1期1-7,共7页
为响应“新工科”建设要求,提升高校工科学生的创新思维与工程实践能力,面向工业典型场景设计并实现一套集成目标检测与自主抓取功能的四足机器人实验系统。系统采用基于限幅灰度世界算法的目标检测算法,确保在不同光照环境下准确获取... 为响应“新工科”建设要求,提升高校工科学生的创新思维与工程实践能力,面向工业典型场景设计并实现一套集成目标检测与自主抓取功能的四足机器人实验系统。系统采用基于限幅灰度世界算法的目标检测算法,确保在不同光照环境下准确获取目标物体信息,结合ArUco码与PID控制器,使四足机器人准确移动至抓取位置。通过机械臂的逆运动学求解获得准确抓取位姿,执行目标物体的抓取和投掷操作。实验结果表明,该系统具备较高的实时性和稳定性,能满足工业现场典型作业场景中目标检测与抓取需求,对高校工程教育和学生实践能力培养具有参考价值。 展开更多
关键词 四足机器人 六自由度机械臂 目标检测 目标抓取
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