采摘机器人机械手避障方法研究——基于遗传优化和模糊PID控制器

为了提高采摘机器人机械手移动的自动化程度,使其在移动过程中有效避开障碍物,将基于PID控制器的避障系统引入到了机械手的设计上,并采用遗传算法和模糊算法对控制器进行了优化,提高了机械手移动的准确性和平稳性。模拟采摘机器人机械手的作业环境,对机械手的避障功能进行了测试,结果表明:机械手可以成功躲避障碍物,且采用遗传和模糊算法优化的机械手具有更高的移动平稳性,对于提高果实采摘效率和质量具有重要的作用。

行人过街模拟及车辆右转避障路径规划方法

为解决无信号十字路口右转车辆与同侧过街行人的交互冲突问题,提出一种模拟过街行为的行人过街运动模型,设计了车辆横纵向解耦避障路径规划算法,并进行了仿真实验。使车辆面向动、静态行人时能合理切换避障路径规划策略;同时,将过街运动模型驱动下的行人作为车辆避障对象,以过街模型输出的行人未来轨迹生成车辆纵向速度规划障碍位移—时间区域,从而让行人未来运动状态反馈到车辆避障中。结果表明:本文的行人过街运动模型相对观测值的准确率达到了90%,因此,该模型复现了行人过街过程;能根据行人运动状态切换避障方案,使车辆安全避让过街行人。

自动驾驶汽车避撞极限研究

精确计算不同避撞控制策略的极限避撞距离是自动驾驶汽车避撞决策与控制的基础。为厘清差动制动控制对避撞距离的影响,探究转向和差动制动集成控制的极限避撞能力,提高极限避撞距离的计算精度,本研究基于非线性车辆集成动力学和最优控制理论提出一种自动驾驶汽车极限避撞距离计算方法。首先,建立了非线性7自由度车辆动力学模型和复合滑移工况的Pacejka轮胎模型。进一步地,基于上述模型构建了极限避撞距离求解问题,并将其转化为最优控制问题。然后,设计了高斯伪谱法将最优控制问题转化为非线性规划问题并求解。最后,分析了转向控制、制动控制、转向和制动集成控制、转向和差动制动集成控制的极限避撞距离,并与基于质点模型计算和CarSim测试的结果进行了对比。结果表明:转向和差动制动集成控制能够进一步减少自动驾驶汽车的避撞距离,显著提高其避撞能力;本研究所提方法能够显著提高极限避撞距离的计算精度和避撞决策结果的可靠性。

复杂人机共融场景中人体姿态识别及避碰策略综述

智能机器人与人类智慧的融合,即人机协作共融,已经实现了将机器人的机械优势和人类的高级认知能力集中于同一个工作架构之中,能够在复杂环境中协同作业,从而提高效率。针对复杂的人机共融场景,特别是机器人在诸如光线条件变化、背景干扰以及运动过程,对比总结了基于机器视觉的人体姿态识别方法和基于机器学习的避碰策略,详细比较各类方法的研究现状及应用,并探讨了基于深度学习的目标识别和避碰方法的发展及应用。

约束空间工业机器人姿态搜索及避障研究

为解决约束空间下机器人无碰撞目标姿态求解问题,提出一种机器人姿态快速搜索算法,并结合4种不同的路径规划算法实现工业机器人的多目标路径规划。首先,对机器人运动框架初步配置完成后,通过计算位姿矩阵得到了场景内物体坐标的动态相对关系,并在ROS中搭建规划场景;其次,提出一种基于模型和机器人逆解的机器人姿态快速搜索算法RFP,并在RoboDK中对其进行验证,验证结果表明该算法有效;最后,根据任务需求设计了路径规划流程并引入二次规划减少算法随机性的影响,提高规划成功率,应用了RRT等算法进行对比分析,仿真结果表明RRT-connect算法的规划速度与成功率高于其它算法,为样机的实现奠定了基础。

应用脉冲回波的避雷线断线检测系统研究

为高效率、低成本地检测风力发电机组桨叶避雷线断线位置,设计基于脉冲回波的避雷线断线检测系统。该系统以单端行波法为原理,由信号发生模块,传感器模块,信号采集模块、控制器模块四部分构成。信号发生模块负责产生行波脉冲信号,传感器模块负责采集回波信号,信号采集模块负责将采集到的回波信号处理转化送给控制模块,控制模块负责分析回波信号,判断故障类型和故障点位置。该文对各个模块的电路和性能参数进行设计,搭建整体的检测系统。经实验验证,该系统可以精准的实现断线判断,并获得断线位置,测量误差精确到0.5 m以内。

基于改进樽海鞘群算法的船舶避碰决策及仿真实验

文中针对多船会遇避碰决策中过渡依赖单一寻优决策的问题采用了加入自适应权重的樽海鞘群优化算法(weight salp swarm algorithm, WSSA),在算法中融入国际海上避碰规则(convention on the international regulations for presenting collisions at sea, COLREGs)和良好船艺的要求.使用速度障碍法判断船舶的碰撞危险度并将多船会遇避让的过程中避让的安全性、经济性以及船舶领域侵入程度作为建立避碰决策的目标函数.算法测试的结果中,WSSA与原始樽海鞘群算法(SSA)以及经典粒子群算法(partide swam optimization, PSO)相比较,WSSA算法在收敛的精度和速度方面都明显优于SSA和PSO算法.结果表明:WSSA在寻找最优碰撞路线的过程中迭代的次数更少,精度更高.

AGV路径规划及避障算法研究综述

自动导向车(Automated Guided Vehicle,AGV)目前被广泛应用于物流、仓储、制造业和仓储等领域.AGV的路径规划和避障算法是实现AGV自主导航的关键技术,决定了AGV在复杂环境中能否高效、安全地完成任务,近年来成为AGV领域的重要研究热点之一.本文根据AGV路径规划及避障算法的原理与特点,将主流AGV路径规划及避障算法划分为局部避障路径规划算法、基于几何模型的路径规划算法、智能路径规划算法和混合算法4类,对算法的原理、工作流程、优缺点进行了深入分析,并介绍了相应的改进算法.最后,本文对AGV路径规划及避障的未来发展趋势进行展望,为AGV路径规划及避障算法的研究指出了方向.

财政透明度与企业避税行为

财政透明度是各级政府维持运行效率和接受社会监督的重要制度保证。以我国2014—2019年A股上市公司作为研究样本,本文实证研究了宏观财政透明度对微观企业避税行为的影响。研究发现:地方政府财政透明度的提升能够有效增加上市公司的主动避税程度。机制检验显示,主结果是由高财政透明度提升财政支出效率和降低财政压力引起的。进一步分析表明:主结果只在民营、高融资约束和有违规记录的子样本中显著,且在政府公共服务支出较高、税收征管强度较低、营商环境较好和市场竞争程度较强的地区作用更强。研究结论丰富了对财政透明度的微观经济后果的认识,进一步拓展了企业避税行为的影响因素分析边界,为充分发挥财政透明的宏微观治理作用以及完善政府财政支出制度建设提供了政策建议。

复方驱蚊精油化学成分分析及其驱避活性评价

[目的]分析由薄荷、浮萍、石菖蒲、迷迭香4种中药植物配伍而成的复方驱蚊精油的化学成分,并进行驱避活性评价。[方法]通过气质联用色谱技术(gas chromatography-mass spectrometer,GC-MS)分析复方驱蚊精油的化学成分,按照《空间驱避产品药效试验及评价(Y型管法)》,评价精油对白纹伊蚊成虫的驱避活性。[结果]鉴定出主要挥发性成分58种,占精油总成分的98.28%,萜类18种(44.99%)、烯烃类9种(20.27%)、酯类5种(14.07%)、芳香烃类8种(12.00%)、烷烃类7种(3.48%)、醇类9种(2.78%)、酮类2种(0.69%)。复方驱蚊精油对白纹伊蚊的驱避率(percent repellency,PR)平均达90%。[结论]复方驱蚊精油的化学成分较多,对白纹伊蚊起到驱避作用的可能有薄荷醇、薄荷酮、α-蒎烯等多种化学成分,平均驱避效果达到A级水平。

扑翼机器人机载视觉避障系统设计

扑翼机器人是一种高仿生度的飞行器,它可以执行军事侦察和民用监测任务。在执行这些任务时,避障是一种确保扑翼机器人安全的必要功能。本文设计了一种基于单目视觉的扑翼机器人自主避障系统,其中所有图像的处理计算均使用机载处理器实现。在这个系统中,机载处理器的质量被减至48 g,以便于扑翼机器人可以携带它稳定飞行。该系统的工作流程可以分为以下几步:首先,图像采集模块获取周围环境的视频图像;然后,机载处理器通过处理扑翼机器人第一视角的光流信息来计算方向舵角度和转弯方向;最后,飞控板接收计算结果并控制扑翼机器人避开障碍物。地面站对扑翼机器人飞行过程进行实时监测,实验结果验证了本文所设计的避障系统的有效性。

无人驾驶农机避障路径跟踪仿真与验证

【目的】为便于验证无人驾驶农机避障路径跟踪的效果,减少实际无人农机试验次数与消耗,设计一种无人驾驶农机避障路径跟踪仿真验证方法,构建一个仿真验证应用系统。【方法】以无人农机为基础,集成真实复杂地形环境仿真、实际作业农机仿真和路径规划算法植入,构建一个一体化仿真验证应用系统。基于三维SLAM技术,采集环境点云数据,实现农田地形环境仿真建模,构建阿克曼转向机械结构的农机仿真建模,提出一种基于农机动力学约束的TEB局部路径规划算法;在仿真验证应用系统中实现路径规划跟踪及避障,并通过多次测试验证该算法的有效性。【结果】避障路径跟踪有效性对比测试和避障路径跟踪平顺性验证测试结果表明,无人农机行驶过程中可有效动态避障,最短有效避障距离为4.1 m。路径跟踪控制效果良好,障碍物距离大于5.0 m时,可控平均误差≤0.4305 m,均方根误差≤0.3151 m;障碍物距离在4.5~5.0 m时,可控误差均值≤1.3538 m,均方根误差≤1.6126 m。【结论】本文提出的改进TEB算法具有较强的作业能力以及较高的作业精度,满足农业机械导航避障路径跟踪仿真验证的需求,该算法可应用于无人农机在实际农田环境的避障路径跟踪。该应用系统易于扩充,为精准农业中针对各种复杂作业环境的农机运作状态的优化设计研究提供基础。

考虑道路可用宽度的自适应避撞控制

针对紧急避撞中车辆避开障碍物后回归直线行驶时容易出现过多转向性失控问题,提出一种利用道路空间换取车辆稳定性的解决方案——考虑道路可用宽度的自适应避撞控制方法。首先搭建7自由度车辆模型,基于最优控制和MPC理论设计避撞控制器,并通过大量仿真再现过多转向失控工况,进而对失控工况的车辆输入与车辆状态进行剖析,明晰车辆失控机理。接着基于失控机理设计考虑道路可用宽度的自适应避撞控制系统,其中包括基于深度神经网络的参数自适应控制,基于启动车速的介入准则以及基于Lyapunov保守稳定域的切出时机。仿真实验证明,所提出的自适应避撞控制策略可以充分利用当前道路可用宽度,在避撞后回归直线行驶时提高车辆稳定性,从而达到避免事故发生的效果,弥补了传统定参数控制器无法适应复杂多变工况的缺陷。最后,基于dSPACE硬件在环实验,验证了所提出控制策略的实时性能够满足紧急工况避撞要求。

带有避障约束的分布式导弹编队饱和控制器设计

对带有外界干扰、输入受限、规划航路存在未知障碍物情形下的导弹编队控制问题进行了研究。首先,基于导弹非线性动力学模型,通过定义位置、速度误差变量,建立了考虑外界干扰的绝对误差导弹编队控制模型。其次,在提出基于避障势函数和双曲正切函数非线性滑模面的基础上,利用自适应技术和抗饱和辅助系统,设计了自适应抗饱和鲁棒导弹编队避障控制器。最后,借助Lyapunov稳定性理论证明了所设计系统状态为渐近稳定的,并通过数字仿真验证了所设计控制策略的有效性。

基于图和流体扰动算法的多无人车编队及避障研究

为解决多无人车编队在存在运动目标、移动威胁与突发威胁等多种情况的复杂环境中的避障问题,设计了一种基于刚性图论和流体扰动算法的多无人车编队避障控制算法。首先,针对编队控制问题,采用图论方法描述多无人车之间的协同关系,利用无人车之间的距离约束,基于反步控制理论设计领航-跟随编队控制器。李雅普诺夫分析表明,期望的编队形状是渐近稳定的。其次,针对复杂动态障碍物环境下的编队避障问题,设计了基于流体扰动算法的避障路径规划方法,由领航无人车规划出编队的行驶路径,实现编队的整体避障。最后,基于MATLAB的仿真结果验证了所提算法的有效性。

胡椒和肉桂挥发性组成分析及对普通大蓟马的驱避作用

豇豆农药残留问题非常严峻,对豇豆上普通大蓟马的化学防治是造成豇豆农残超标的主要原因,开展普通大蓟马的绿色防治迫在眉睫。利用植物挥发物驱避害虫是一种重要的害虫绿色防控手段。本研究利用GC-MS分析了胡椒和肉桂的挥发性化合物组成,并利用“Y”形嗅觉仪测定了胡椒和肉桂及5种主要挥发物对普通大蓟马的驱避作用。结果表明,在胡椒中鉴定出27种挥发性成分,主要成分为β-石竹烯,含量占43.1%;在肉桂中鉴定出21种挥发性成分,主要成分为肉桂醛(28.4%)、α-可巴烯(15.4%)、α-依兰油烯(14.1%)、γ-杜松烯(14.9%)。行为反应测定结果表明胡椒和肉桂对普通大蓟马分别具有极显著和显著的驱避作用;β-石竹烯、肉桂醛、α-可巴烯浓度为10%和1%时对普通大蓟马具有极显著的驱避作用,10%的α-依兰油烯和10%的γ-杜松烯对普通大蓟马分别具有极显著和显著的驱避作用。本研究对豇豆普通大蓟马绿色防控技术研发和驱避剂的开发具有一定指导意义。

机械臂环境三维重建与避障算法研究

为了解决机器人在未知环境中的避障规划难题,提出了一种基于视觉的三维重建与避障规划方法。通过深度相机(RealSense D435i)与机械臂组成手眼系统,首先,根据目标物体与ArUco码的相对关系,通过相机获取的ArUco标记上的特征点坐标,求解出目标物姿态;然后,改进三维重建方法,通过融合机械臂工具末端位姿和多帧点云数据,对环境进行较高精度的三维重建,作为后续规划的障碍空间;最后,应用了快速扩展随机树(RRT)的改进算法进行机械臂的避障运动规划。研究搭建了仿真及控制平台,来进行验证。实验表明:环境三维建模的精度维持在8mm以内,避障成功率为96.5%,平均规划时间为1.2s,验证了方法的可行性。

光流结合特征提取的室内机器人避障技术研究

为解决室内机器人正向准确避障问题,提出一种光流结合特征提取的视觉避障方法。将LK光流与多尺度思想结合,加入仿射变换,提高算法追踪角点的噪声鲁棒性,进而准确检测视场中的障碍物;通过评估障碍物风险程度,制定出碰撞时间(TTC)结合光流平衡策略的碰撞机制,引导机器人在无碰路径上移动。改进光流与特征提取结合能提高相机快速运动下的追踪成功率,制定的碰撞策略能够有效规避机器人前方的障碍物。实验表明,相机快速运动时,算法能提高追踪的准确性,有效检测出视场中的障碍物,引导机器人无碰撞行驶,具备较强的独立性和实时性。

社会许可的理论机制与实践逻辑——一个关于环境邻避项目的混合研究

社会许可是受项目影响地区的利益相关者对于该项目的持续接受和支持程度,如何在邻避项目中获得社会认可已成为困扰公共治理的重要难题。引发冲突的因素复杂多样。本文基于行为公共管理学的社会许可概念,将获得邻避项目的社会许可作为研究目标,从社会公平视角出发考察全过程人民民主理念在获得社会许可中的关键作用。基于B县垃圾焚烧项目案例和心理学实验(N=820)分析发现,作为全过程人民民主理念的重要维度,社会公平对于社会许可具有核心影响。具体而言,决策过程的程序公平和执行过程的分配公平均可助推社会许可,而政府信任和风险感知起到双重调节作用。研究还显示,公众获得感的增强是获得社会许可的长效机制。因此,社会公平需要和与之匹配的个体主观认知相辅相成,才能最终化解邻避冲突,实现社会许可。本研究为全过程人民民主理念提供了经验证据和数据支持。

一般反避税条款适用问题的检视及完善

一般反避税条款具有兜底性和开放性,是数字经济时代应对纳税人日趋复杂和隐蔽避税手段的重要武器。但一般反避税条款也是一把双刃剑,其不确定性在给反避税工作带来便利的同时也加大了纳税人合法权益的保障难度,使一般反避税条款在适用中出现了一些问题。为更好地发挥一般反避税条款的反避税功能,需从利益平衡角度出发,以纳税人中心主义为一般反避税条款适用的价值取向,理清避税行为认定标准的关系及判定方式,将税收核定定位为一般反避税调查的辅助手段,并以“谁主张谁举证”为原则构建二元化的证明规则。