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摘要:针对室内机器人路径规划问题,研究了一种能够规划出从给定起点到给定终点的最优路径优化方法.将A?与D?的方法相结合并加以改进,实现较快速地规划出较优的全局路径,然后对算法进行优化得到模拟A?算法,保证算法的简捷有效性,实现移动机器人在环境地图未知的情况下,规划出最优的全局路径,即确保路径的快速性和精确性.实验结果表明本文方法能够在仿真和实验方面实现室内环境下机器人的最优路径规划....
摘要:针对室内环境静态人体检测问题,研究了一种能够适应复杂环境的静态人体目标检测方法.将图像分割与统计学习相结合,对分割图块提取梯度直方图特征,并结合人体结构的先验知识进一步对分割图块做针对性地合并处理,快速锁定可能的人体区域、减小干扰,最终采用粗-精两级支持向量机实现人体检测,有效提高了检测成功率.实验结果表明本文方法能够在室内复杂环境下实现静态人体检测,且在训练样本集较小的情况下仍具有较高的可靠性和精度....
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CSTPCD 北大核心
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摘要:针对舰载机着舰过程中舰尾流扰动引发的航迹跟踪精度下降问题,设计了有效抑制舰尾流的纵向自动着舰引导律.以F/A-18舰载机为研究对象,根据其气动参数建立含扰动变量的非线性着舰模型,建立着舰平衡点处的线性小扰动模型,对模型的系统及扰动矩阵扩展化处理,采用正不变集和二次有界系统的相关理论,阐述抑制舰尾流扰动理论和算法的实现过程,推导相应的线性矩阵不等式,得出有效抑制有界扰动的自动着舰预测控制算法.将自动着舰引导律作用于半物理仿真平台的非线性着舰模型上,验证了抑制扰流和自动着舰有效性....
摘要:为了提高力控制的性能,使机器人高效自主地学习执行力控制任务,本文提出一种学习变阻抗控制方法.该方法采用基于模型的强化学习算法学习最优阻抗调节策略,使用高斯过程模型作为系统的变换动力学模型,允许概率化的推理与规划,并在成本函数中加入能量损失项,实现误差和能量的权衡.仿真实验结果表明:该学习变阻抗控制方法具有高效性,仅需数次交互即可成功学习完成力控制任务,大大减少了所需的交互次数与交互时间,且学习得到的阻抗控制策略具有仿生特性,可用于学习执行力敏感型任务....
摘要:为进一步研究N,N’-二甲基-N,N’-二辛基双酰胺(DMDODGA)对镧系和锕系元素的萃取过程,以40%正辛醇/煤油作为稀释剂,研究了DMDODGA对硝酸环境中Ce(Ⅲ)的萃取行为.结果表明,DMDODGA在40%正辛醇/煤油中表现出对Ce(Ⅲ)很好的萃取能力,但Ce(Ⅲ)的萃取趋势随硝酸浓度而变化,且分配比随硝酸浓度变化的峰值随萃取剂浓度的上升而向低酸度方向移动.使用斜率法,在0.1 mol/L和0.5 mol/L酸度下,均得到配合物中Ce(Ⅲ)与DMDODGA的化学计量数之比为1∶3.Ce(Ⅲ)和DMDODGA形成带正电的1∶3的络合物,该络合物再与NO3-相结合形成电中性的分子团.另外,红外光谱分析结果证实,Ce(Ⅲ)和DMDODGA中的C=O基团存在强相互作用.反萃实验结果表明,由于DMDODGA与Ce(Ⅲ)结合得非常紧密,3种常用反萃剂并不能很好地从有机相中将Ce(Ⅲ)反萃入水相....
[期刊论文] 张智 张磊 苏丽 郭文县
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EI CSTPCD 北大核心
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摘要:针对室内复杂环境下的移动机器人的定位问题,研究了一种能够适应空间狭小、特征点密集的环境的双目视觉定位方法.以基于扩展卡尔曼的同时定位与地图创建方法为基础,并为了克服算法计算量过大(特征点数较多时)、关联脆弱等问题,设计了人工离线建立特征库的方法,并引入了稀疏性限制、稳健点筛选等改进措施,保证了特征库分布均匀、数量可控.实验结果表明:本文方法能够在复杂环境下实时定位,具有较高的可靠性和精度.算法通过引入了特征库定期更新策略来适应环境变化,从而可实现长期有效地定位....
[期刊论文] 张智 郭文县 苏丽 董然
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EI CSTPCD 北大核心
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摘要:针对移动机器人平台上的双目视觉深度信息获取问题,研究了一种适用于动态图像序列的双目图像立体匹配算法.采用成熟的半全局立体匹配算法对图像快速立体匹配;分析了在复杂环境下的运动平台上完成立体匹配所面临的主要噪声干扰,包括白斑噪声和断层闪烁噪声;为此,分别提出了白斑滤波算法和视差图时间域滤波方法以抑制这两种噪声.试验结果表明,所提出的算法能够有效抑制动态双目图像在立体匹配时的噪声干扰,最终能够实时获得连续清晰的视差图序列....
摘要:针对室内环境下的移动机器人的定位问题,研究了一种能够适应空间狭小、特征点密集的复杂环境的双目视觉SLAM方法.该方法以EKF-SLAM方法为基础,引入了一种特征点稀疏性控制机制,该机制对地图库中的特征点同时在位置空间和特征空间进行分布密度限制,克服了因特征点快速上升而导致的庞大的计算量问题,提高了数据关联的准确性.此外,降低了SIFT矢量的维数以降低计算量,且在左右试图的特征匹配中,引入了多个约束条件,以提高匹配的准确性.最终实验结果表明,方法能够实现特征点分布的均匀性,且在定位精度满足要求的前提下缩短定位时间....
摘要:针对复杂图像分割问题开展研究,并以机器人视觉中目标搜索和识别问题为支撑目标,结合该背景明确提出了图像分割算法性能评价标准和侧重点,基于此约束,以Mean Shift分割方法为基础,并重点考虑了分割尺度的有效控制、分割过程兼顾场景深度信息等问题,对算法进行了针对性改进.针对分割尺度控制问题,提出了边缘敏感度的概念,提高了算法尺度分块的控制能力.针对深度信息融合问题,采用了双目视觉立体匹配和基于Kinect传感器的两种深度信息获取方法,均成功实现融合并提高了分割效果.实验结果表明,本文算法与传统Mean Shift算法相比具有明显优势,不仅能更有效地控制分割尺度,还能成功分割原算法难以分割的特殊情况....
[期刊论文] 董然 原新 张智 张雯
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CSTPCD 北大核心
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摘要:针对保持迎角恒定的动力补偿器(APC)能否兼顾保持舰载机进场空速的问题,结合H-dot指令自动着舰系统(AcLS)的工作特点,对舰载机自动着舰过程中最常见的3种指令响应情况进行了理论分析.基于H-dot指令ACLS的控制器基本构型,通过仿真研究了保持迎角恒定APC中各类指令信号对ACLS纵向控制性能的影响.仿真结果表明:不同APC指令信号对ACLS纵向控制的影响程度不同;只要稳态飞行时舰载机航迹角不变,保持迎角恒定的APC就能维持进场舰载机的空速恒定....
摘要:为了解决在自然语言人机交互中,自然语言的多样性和歧义性造成的自然语言解析难题,设计出一种基于自然语言关键词的人机交互方法,使得非专业人士也能通过浅显易懂的自然语言协调移动机器人的运动。这种方法的大致思路在于将机器人任务过程中可能会遇到的情况用规范的自然语言句式进行表述,通过对自然语句中主干关键词和枝干描述词的提取,遍历语言指令库,匹配相应的自主行为。最后设计了运动控制实验,用自然语言指令验证了此算法的的可行性和准确性。...
摘要:为实现舰载机纵向自动着舰,提出时变风险权值矩阵的预测控制方法来构建舰载机纵向自动着舰引导律。首先,建立基于偏差形式的舰载机纵向着舰非线性模型,根据航母实时运动状态动态求解飞机着舰过程平衡点,并获得线性模型的动态系统矩阵;其次,提出纵向着舰高维风险建模理论,并通过BP神经网络训练样本数据建立风险模型,根据高维风险模型构建预测控制的时变权值矩阵,给出并证明求解最优控制量的若干定理,推导出相应线性矩阵不等式,并设计状态观测器来观测当前无法直接测量的着舰状态。最后,在半物理仿真平台上验证建立的着舰引导律,通过仿真曲线证明了算法的可行性和有效性。...
摘要:针对复杂环境下的机械臂作业问题,提出了一种基于空间凸多面体集模型的避碰路径规划方法。首先,给出一种利用空间凸多面体模型的复杂物体建模方法,该方法具有一套树型递归结构框架,能精确逼近任意形状的物体,并支持子物体之间的自由度连接,从而能恰当表示如多关节机械臂和电脑桌等带有运动自由度(关节转动、柜门开合、抽屉拉出等)的物体;然后,设计了一种基于直线扫掠体序列的碰撞检测方法,它能快速、准确地进行连续运动的机械臂与空间物体间的碰撞检测;最后,采用遗传算法实现了机械臂的避碰路径规划。在桌面上摆放多个复杂形状物体后,机械臂顺利完成了避障作业规划。仿真结果验证了算法的有效性,表明了其实用价值。...
[期刊论文] 张智 李佳桐 董然 原新
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EI CSTPCD 北大核心
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摘要:舰艉气流扰动是造成舰载机着舰误差的一个主要因素,因而自动着舰系统需要具有较强的对抗扰流能力。本文借鉴美国F/A?18A飞机自动着舰控制器基本构型,对算例舰载机完成了纵向着舰控制系统优化设计。针对舰艉流随机性分量,利用遗传算法对控制回路参数进行离线寻优,寻优过程兼顾了系统时域性能指标和频域安全边界约束;针对舰艉流稳态分量,在固定参数寻优结果的基础上加入内回路补偿指令以实现控制系统对完整舰艉流的最优抑制;通过仿真验证优化后的控制系统。结果表明,所提出的优化方案可行有效,优化后的自动着舰系统具有更好的指令响应特性以及更强的鲁棒性,提高了舰载机着舰精度。...
[期刊论文] 张智 李佳桐 邹盛涛 邱兵
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北大核心 CSTPCD CSCD
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摘要:对于舰载机全自动进场着舰优化过程,由于在舰载机线性小扰动模型整定的控制系统中,参数不能随飞行状态的改变而调整,系统鲁棒性不强.为解决上述问题,针对自动驾驶仪和自动油门两个环节设计了模糊控制器,构成自动着舰模糊控制系统.模糊控制器的输入是下沉率,迎角、法向过载反馈信号,而其结构参数可根据所设计的模糊规则集实时调整.对设计的模糊控制系统进行仿真后发现,与传统H-dot指令模式的自动着舰控制系统相比,模糊控制系统能明显地改善系统超调,并且对舰尾气流扰动有良好的抑制作用....
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北大核心 CSTPCD CSCD AJ EI CBST SA
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摘要:针对凸多面体碰撞检测问题,以直线投影法为基础对分离面投影法进行改进,提出一种采用棱线投影分离的凸多面体实时精确碰撞检测算法.首先分析了凸多面体各种相对位置关系并提出了投影分离线的概念,针对凸多面体的各种分离情况证明投影分离线的存在;其次选取凸多面体相向面上的棱集构造准投影分离线,通过沿着准投影分离线方向投影可将3D凸多面体碰撞检测降维为2D凸多边形的碰撞检测问题;最后将分离投影的思想延用至为2D凸多边形的碰撞检测,再次将2D问题降维为1D问题.算法分析和实验结果表明,该算法对于凸多面体碰撞检测具有较高的响应速度和检测精度....
[期刊论文] 朱齐丹 王立鹏 张智
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北大核心 CSTPCD CSCD AJ CA EI SA
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摘要:从飞行员人工下滑进场着舰过程中操纵舰载机的行为机理出发,建立了基于实际行为策略的飞行员着舰模型。最终动作采用离散动作序列的方式,基于一系列可分割的动作集合对飞行员操纵过程进行描述。在不同着舰环境下,飞行员模型在纵向、横向和油门操纵回路上动态切换操作策略和注意力。采用变分辨率离散化、专注模式协调策略以及误差叠加模型等方法对相应子模块进行建模。此外,模型含有设置不同能力指标和着舰指挥官的接口,用于模拟不同飞行员的行为动作。通过仿真平台对不同等级的飞行员模拟可知,建立的飞行员模型符合实际飞行员的动作机理和特性,能区别不同飞行员在表现水平上的综合差异。...
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北大核心 CSTPCD CSCD AJ CA EI CBST
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摘要:针对复杂环境下不规则目标的路径规划问题,提出了一种带有运动学约束的遗传避碰规划算法.以舰载机在航母甲板上的路径规划问题作为研究对象,并且该算法可推广至其他具有此类约束的路径规划问题中,它较好地解决了目标形状复杂、障碍环境复杂、目标运动时带有回转半径约束等特殊问题.在传统遗传路径规划算法的基础上,针对性地设计了三维位置和姿态混合编码、三段法路径解码、轨迹包围盒的碰撞检测及距离计算等方法,并在遗传操作中引入惩罚项和修补策略来辅助算法寻优.最后,为得出复杂环境下的最优路径,基于VC++平台对算法进行了仿真验证.结果表明,在复杂障碍环境下,本文提出的算法可求得最优避碰路径,并满足预先设定的目标回转半径约束,能够有效地解决此类目标的避碰路径规划问题....
[期刊论文] 张智 邹盛涛 李佳桐 李超
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北大核心 CSTPCD CSCD
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摘要:针对Reniovo型六自由度机械手的特定构型,分析了机械手的基本结构,用D-H方法建立了其运动学模型,并推导了基于解析法的机械手正、逆运动学求解方法,针对运动学逆解,推导了基于多解自动寻优的方法,提高了机械手的可行工作空间和避碰能力,最终在运动学求解基础上设计了机械手的运动轨迹规划算法.此外,利用3dsMax进行机械手三维建模,并利用OpenG1技术实现机械手三维运动显示,以三维可视化仿真的方式对机械手的逆解及轨迹规划算法进行了仿真验证,仿真结果显示仿真机械手可以准确执行预期轨迹并达到预定的位姿,证明了上述的仿真方法对于研究机械手工作原理、工作空间及进行碰撞检测都具有参考意义....
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北大核心 CSTPCD CSCD EI CBST SA
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摘要:针对舰载机钩索阻拦阶段,提出阻拦风险函数的概念和计算方法,通过离线计算获得时变状态权值矩阵和时变控制输入权值矩阵.采用时变状态权值矩阵可以实时调整各状态之间的变化关系,而时变的控制输入权值矩阵能够调整副翼和方向舵的输入峰值,避免出现输入饱和情况,提高横侧向自动着舰的效率和安全性.建立了时变的系统输出约束函数,增加了舰载机进舰阶段控制器的可解性.建立了基于状态偏差的舰载机横侧向着舰模型,针对舰载机上很多状态不能直接测量的特点,采用离线设计状态观测器的方法来估计舰载机的真实状态值,利用线性矩阵不等式求解系统最优解,通过舰载机自动着舰三维仿真模拟平台验证了算法的可行性....
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