基于虚幻引擎与三维点云的列车障碍物检测仿真系统设计

随着轨道技术的高速发展,列车安全的主动防护技术在列车行驶的过程中极为重要,例如非接触式障碍物检测系统。然而在真实列车运行的铁路环境中难以采集到带有障碍物的场景,并存在采集实验数据效率低的问题,如图像和点云数据。本文设计了一种具有虚拟激光雷达的轨道列车障碍物检测仿真系统,为轨道列车非接触式障碍物检测的研究提供可靠的实验环境和点云采集传感器。为了精确识别列车前方轨道位置,提出一种基于体素分割和稀疏卷积算子构建点云语义分割网络识别轨道点云的方法。基于最小二乘法拟合离散的轨道点云获得连续的安全行车区域,并且基于平面分割和点云聚类确定了障碍物的三维位置。通过采集仿真环境中3种轨道场景的点云,制作数据集用于训练网络模型,并通过采集带有障碍物场景的点云测试所提出的障碍物检测方法。实验结果验证了仿真系统可行性以及障碍物检测算法的有效性。

满足不同任务需求的服务机器人系统设计

随着机器人技术的发展,服务机器人已经进入人们的生产生活。根据需求的不同,服务机器人的功能有搬运、引导和巡检等,而一些重要的场合需要机器人执行多种任务。本文设计了一种满足不同任务需求的服务机器人,利用多传感器融合的即时定位与地图构建(SLAM)方法实现机器人自主定位和巡逻;利用神经网络与点云聚类算法相结合识别和定位物品,并控制机械臂抓取;将改进的局部路径规划方法与全向轮底盘相结合实现机器人自主避障。本文模拟医院场景搭建了测试环境,机器人能够完成自主巡逻、自主避障、接收语音指令、到指定地点取药并送至指定病房,验证了系统的可行性。

基于STM32无线充电节能飞行器系统的设计

本文基于Cortex-M3内核,设计了一种低成本、低功耗、具备无线充电功能的四轴飞行器控制系统。该系统以STM32F103为主控芯片,通过陀螺仪、加速度计、气压计采集姿态信号,用卡尔曼(Kalman)滤波器和PID控制器计算、控制电机输出,控制飞行器姿态。利用蓝牙模块将飞行器姿态信息实时传输给上位机,绘制成历史曲线,便于调节控制器的参数,观察系统鲁棒性。