基于领航者的多机器人系统编队控制研究

针对多移动机器人的路径规划、编队成形与编队保持问题,本文提出了一种集路径规划和轨迹跟踪于一体的领航—跟随者编队控制方法,实现了多机器人共同协作完成目标任务.本文首先建立了在非完整约束条件下轮式机器人的数学模型,然后通过全局坐标转换将领航—跟随模型转换为局部坐标系统误差模型,最后建立了基于领航—跟随模型的多机器人协同运动的编队控制律.通过设置合理的通信协议参数,使用matlab验证了基于领航—跟随策略的编队控制律的有效性和可行性.     

基于遗传模糊算法爬壁机器人避障仿真研究

为解决爬壁机器人壁面作业过程中的避障问题,课题组提出了基于遗传算法优化的模糊控制算法。首先,建立了爬壁机器人在壁面的运动模型,求解出机器人运动学方程;利用平面栅格的方式进行描述机器人运动路径的规划;采用遗传算法对爬壁机器人模糊避障控制进行优化,并给出具体优化步骤。利用MATLAB进行仿真实验,仿真结果表明：与遗传算法进行比较,基于遗传算法优化的模糊控制在准确避开障碍物的前提下,能够更好地跟踪起点和目标点的连线,并规划出从起始点到目标点之间更短的路径。     

基于改进GA的四杆机构优化分析

选取四杆机构的最小跟踪误差和传动角与直角的偏差最小为其优化目标,建立四杆机构优化模型,并利用遗传算法对四杆机构进行优化分析。对传统遗传算法的交叉概率与变异概率进行了改进,以克服其容易陷入局部最优的缺点。通过实验分析表明,不同的权系数对优化目标具有不同的影响,所提出的改进算法比传统的遗传算法具有较高的跟踪精度和较好的运动性能,更适用于四杆机构的优化。     

可变形履带式机器人行走机构设计及运动仿真

针对移动机器人在非结构化地形环境中负载能力低、运动稳定性较差的问题,设计了一种可变形履带式机器人行走机构。该机器人采用4节履带构型,有效地增加了与地面的接触面积,从而提高了其运动稳定性。将椭圆形成原理应用于履带张紧机构的设计当中,采用双椭圆摆臂回转机构,设计可变形履带机器人模型。为了描绘机器人的越障性能,从运动学的角度分析了机器人在爬越台阶和跨越沟壑2种典型障碍的运动过程,并得出相应的越障极限参数。利用Adams建立仿真模型,对机器人的虚拟样机进行了动力学分析。仿真分析表明机器人能够翻越200 mm高的台阶和300 mm宽的障碍,并得出驱动机器人运动的力矩曲线图。本研究为后续改进及优化研究提供了参考。     

基于IGA的机械臂时间最优轨迹规划

针对传统机械臂轨迹规划效率较低的问题，课题组提出了对传统遗传算法初始种群的选取及种群的变异策略改进的方法。该方法以三次B样条插值曲线作为轨迹规划的基础，以各关节运动角速度、角加速度、角加加速度作为运动约束，使用改进型遗传算法（improved genetic algorithm，IGA）进行时间优化，可以得到满足运动约束条件的时间最优运动轨迹。课题组以自主研发的QFB140机械臂作为研究对象，采用改进型D H参数进行标识，并导入MATLAB进行仿真。结果表明：IGA在时间优化上有了较大提升，进一步实现了时间最优轨迹规划，提高了工作的效率。     

基于时间的多机器人协调避碰算法研究

针对现有多机器人协调避碰问题,提出了一种基于时间的多机器人协调避碰规划算法。首先,对机器人系统使用改进的栅格法进行环境建模,将其转化为一个关于机器人动作序列的问题。然后运用解耦法,第1阶段在构建好的模型中利用改进的A*算法规划单个机器人的静态无碰路径;第2阶段通过错开时间修改运动序列的方式实现多机器人之间无冲突的运动,即可达到多机器人协调避碰规划的目的。仿真实验结果表明:所设计的基于时间的多机器人协调避碰规划算法能够有效地实现多机器人的避碰路径规划。     

投篮机器人行走机构的设计与研究

分析了行走机器人常见的行走机构,并针对机器人在行走过程中需要跨越障碍物的要求,提出了一种有特色的投篮机器人行走机构,介绍了该种行走机构的设计思想和运动原理,并从理论上探讨了该行走机器人的运动分析、运动规划及运动误差等问题,具有上述结构的行走机器人改进后有较好的应用前景。     

基于改进量子遗传算法的小波神经网络优化及其软测量应用

针对简单量子遗传算法在优化高维问题寻优速度慢、收敛率低的缺陷,提出一种改进的量子遗传算法,通过搜索各种群中最优染色体组成当前最优个体,并依此个体来确定量子门的全局最优搜索方向。将改进算法用于优化小波神经网络,藉此建立了4-CBA浓度的软测量模型。仿真结果表明:与简单量子遗传算法相比,改进算法对复杂优化问题具有全局快速寻优性能。     

非结构化环境下四足机器人避障性能研究

针对机器人在非结构化环境中的自适应运动问题,研究设计一种四足爬行机器人,主要由膝关节/髋关节组成,结合机器人数学基础,建立机器人运动学模型。鉴于生物控制中节律运动特点,利用hopf神经元模型对生物中枢模式发生器进行机理建模,设计基于CPG模型的四足机器人网络拓扑结构,分析四足机器人拓扑结构下的步态特点。采用ADAMS软件对该机器人避障的特性进行仿真分析,结果表明:该模型能够便捷地切换方向,完成避障运动,拓展了生物控制在多足机器人运动中的应用。     

一种新型并联机床的最优轨迹规划

提出了一种新型并联机床的最优轨迹规划方法,其过程是在参数空间进行轨迹规划,再将参数空间的运动轨迹映射到关节空间。在轨迹规划中,以雅可比矩阵条件数的倒数作为适应度函数,利用遗传算法优化了并联机床的多余自由度。仿真计算结果表明:最优轨迹规划方法既能给出并联机床加工过程中的灵巧构型,又可使得并联机床获得平稳的运动性能。     

一种基于运动估计的隔行/逐行转换算法

针对从隔行扫描的电视场图像获得高质量的逐行扫描帧图像,提出了一种从隔行扫描到逐行扫描的转换算法。该算法通过在隔行/逐行转换中引入运动估计技术,找出相邻两场图像间的运动矢量,然后在场间行内插值时进行图像调整来消除由于图像错位引起的运动模糊,生成具有高垂直分辨率的逐行图像。算法中针对这一特定应用场合,设计了一种运动估计方法。     

汉语“移动”的框架语义认知

在框架语义学视角下专题讨论汉语＂移动＂的认知问题,突破了传统上汉语＂移动＂语义的研究视域,澄清了一些长久以来未予明辨的问题,比如移动域的边界划分和伴随移动的认知,为某些句子的生成找到了合理的解释。     

英汉虚构位移结构分析

虚构位移表达是对静态场景的一种动态表征形式。在虚构位移结构中,位移词用来描述并不发生实际运动的静态实体,在语言表层凸显静态实体的某种物理运动。利用Langacker认知语法中的射体(trajector)、路标(landm ark)来分析虚构位移的语言结构特点,可以发现隐现在语言结构中的观察者或其视线发生了位移,其中观察者采用顺序扫描来建构语义内容。     

虚构位移结构的类型学分析

文章以范围延伸路径虚构位移为分析对象,采用Talmy的运动事件为理论框架,从凸像、背衬、位移方式及位移路径等几个方面,在英语语言中对这一语言结构的类型特征研究基础上,分析汉语虚构位移表达的语言特点。文章认为当汉语结构中出现如＂来＂、＂去＂等本身已包括路径信息的趋向动词时,还要利用介词指明位移方向。     

论美感的双向运动

美感可基于其载体作内向运动和外向运动。就传统绘画而言,美感的内向运动产生传统绘画原则框架内的新美术形态,美感的外向运动产生传统绘画原则框架外的新美术形态。     

论运动知觉在动漫创作中的应用

在动漫创作中,创作者如果忽视对"运动知觉"的一些基本原理的应用,必然会影响动画片制作的效率和质量。文章结合电影心理学的相关理论,通过实例比较和分析,探讨"运动知觉"这一原理在漫画、二维动画片及三维动画片创作中的应用及其意义。     

英汉运动动词词汇化模式对比研究

以Talmy提出的运动事件框架及词汇化模式类型学理论为基础,探讨英汉方式运动动词和路径运动动词的共性和差异。英汉方式运动动词的共性表现为:英汉之间存在许多表达相同语义范畴的方式运动动词;差异表现为,汉语方式运动动词的数量没有英语丰富,在表达运动方式时,英语采用综合式表达法,而汉语常常使用分析式表达法。英汉路径运动动词的共性也表现为英汉之间存在许多表达相同语义范畴的路径动词,但二者的用法存在差异。     

一种基于宏块类型的自适应运动估计算法

利用低码流、运动量较小的视频序列前后帧具有很强的时空相关性的特点,进行了算法改进的实验,在保持视频性能的同时,减少了运动搜索的计算量,提高了运动估计的速度.     

汉语虚拟位移现象探析

＂交叠系统＂模型是认知语义学解释认知表征组织方式的一种范式,语言认知系统与视觉认知系统在认知组织方式上具有一个相似的特征———＂普遍虚拟性＂。认知语言学在此理论框架下发起对虚拟位移现象的研究。虚拟位移指语言中以一定组织方式赋予一个静止的实物以位移特征的表达。对汉语相关现象的考察是进一步研究其组织方式以及与其他语言进行对比的基础。汉语虚拟位移表达的辨识应该以虚拟位移及其各次类的定义为准绳。     

一种基于冗余小波变换的DT网格运动估计和运动补偿方法

网格划分和网格顶点的运动估计是基于不规则网格的视频压缩技术的关键。为了进一步提高网格运动估计和运动补偿的效果,在综合比较现有冗余小波变换域运动估计方法和适用规则网格的EMRMC算法的基础上,提出了一种新的基于不规则网格的运动估计和运动补偿算法,即在冗余小波变换域提取特征点和运动潜在区,网格顶点的运动估计采用结合运动潜在区的在时域进行块匹配的运动估计和运动补偿方法,而运动补偿则通过三角形仿射变换完成。同时还给出了冗余小波变换域提取运动潜在区的计算模板。理论分析和实验结果表明,该算法在补偿效果方面较前两种方法得到了改进。