一种仿蝗虫腿空间缓冲吸附机构缓冲参数研究

针对空间机器人在太空高速工况下,难以平稳地着陆且黏附在目标航天器表面的问题,提出了一种仿蝗虫腿非合作空间缓冲吸附机构。为了得到机构最优的缓冲参数,使得其与目标航天器碰撞时不发生回弹且减小碰撞力以保护自身,提出了空间缓冲吸附机构碰撞缓冲的动力学模型,该模型研究方法基于连续碰撞力方程。通过对空间缓冲吸附机构的腿部胫节、股节以及整机的受力分析,求得其不同受力工况下的动力学方程。采用线性弹簧阻尼结构等效空间缓冲吸附机构碰撞缓冲过程,建立空间缓冲吸附机构碰撞动力学模型,并结合实际碰撞缓冲参数设计出空间缓冲吸附机构碰撞过程的刚度系数和阻尼系数。最后利用动力学仿真进行校验,结果表明用此方法,机构所受碰撞力大幅减小且不发生回弹,证明了方法的合理性。

多模态知识图谱表示学习综述

在综合对比传统知识图谱表示学习模型优缺点以及适用任务后,发现传统的单一模态知识图谱无法很好地表示知识。因此,如何利用文本、图片、视频、音频等多模态数据进行知识图谱表示学习成为一个重要的研究方向。同时,详细分析了常用的多模态知识图谱数据集,为相关研究人员提供数据支持。在此基础上,进一步讨论了文本、图片、视频、音频等多模态融合下的知识图谱表示学习模型,并对其中各种模型进行了总结和比较。最后,总结了多模态知识图谱表示学习如何改善经典应用,包括知识图谱补全、问答系统、多模态生成和推荐系统在实际应用中的效果,并对未来的研究工作进行了展望。

基于SWA-IMM的水面无人艇目标跟踪方法

针对标准交互式多模型(Interacting Multiple Model,IMM)算法采用固定运动模型集导致运动目标跟踪精度下降的问题,本文提出一种基于滑动窗口的多模型自适应滤波(SWA-IMM)算法。通过计算运动目标与不同模型的匹配概率,利用滑动窗口判定法确定最佳匹配模型,改变模型集中最佳匹配模型的权重以达到模型集自适应的过程。结果表明,基于滑动窗口的多模型自适应滤波算法,在一定程度上提升了无人艇运动目标跟踪的准确性。

基于图注意力和表指针网络的中文事件抽取方法

现有的中文事件抽取方法存在触发词和论元依赖建模不足的问题,削弱事件内的信息交互,导致论元抽取性能低下,特别是论元角色存在重叠的情况下.对此,文中提出基于图注意力和表指针网络的中文事件抽取方法(Chinese Event Extraction Method Based on Graph Attention and Table Pointer Network,ATCEE).首先,融合预训练字符向量和词性标注向量作为特征输入,并利用双向长短期记忆网络,得到事件文本的强化语义特征.再将字符级建模的依存句法图引入图注意力网络,捕获文本中各组成成分的长距离依赖关系.然后,使用表填充的方法进行特征融合,进一步增强触发词和其对应的所有论元之间的依赖性.最后,将学习得到的表特征输入全连接层和表指针网络层,进行触发词和论元的联合抽取,使用表指针网络对论元边界进行解码,更好地识别长论元实体.实验表明:ATCEE在ACE2005和DuEE1.0这两个中文基准数据集上都有明显的性能提升,并且字符级依存特征和表填充策略在一定程度上可以解决论元角色重叠问题.ATCEE源代码地址如下:https://github.com/event6/ATCEE.

未知区域中四旋翼无人机集群协同搜索与围捕算法

四旋翼无人机集群可以被用来进行区域侦察,以建立对环境与兴趣目标的认知。为四旋翼无人机集群提出一种分布式协同搜索算法和动态目标包围技术,以解决在未探测区域定位和监测目标中所遇到的挑战。为降低所提算法的复杂度,通过栅格划分方法将任务区域划分为2级栅格子区域。考虑到动态目标的随机性,设计一种数字信息素来引导多无人机对任务区域进行2次搜索,并以快速搜索到目标为奖励函数,通过滚动优化决策得到最优解作为无人机的输入。然后,基于一致性协议设计一种多无人机协同跟踪与围捕协议,以获取动态目标的实时信息。数个仿真结果与室外飞行实验验证了所提算法能够使四旋翼无人机对未知区域中动态目标进行有效搜索与动态监视。

面向嵌入式系统的复杂场景红外目标实时检测算法

为了解决复杂背景条件下,红外目标检测存在的准确率低、召回率低、以及网络模型在嵌入式计算平台上推理速度慢的问题,以轻量化网络YOLOv4-Tiny作为算法的基本架构,结合视觉注意力机制和空间金字塔池化思想,提出两种面向嵌入式系统的红外目标检测网络,利用迁移学习策略进行训练,在以昇腾310 AI芯片为核心的Atlas 200 DK嵌入式计算平台进行部署。实验结果表明,在该嵌入式计算平台上推理分辨率为640 pixel×512 pixel的红外图像,相较于原始网络YOLOv4-Tiny,所提网络YOLOv4-Tiny+SE+SPP的平均准确率和召回率分别提升12.36%和18.6%,推理速度达到78 fps;所提网络YOLOv4-Tiny+CBAM+SPP的平均准确率和召回率分别提升15.94%和22.89%,推理速度达到71 fps,可兼顾准确率和实时性,能够满足军事和安防领域对红外目标进行实时检测和跟踪的需要。

通信受限情况下的无人水面艇集群复合任务分配算法

远海环境通信条件受限,造成无人水面艇(USV)集群协同作业时面临局部失联所带来的执行任务失败风险。针对USV集群动态协同探测打击场景下的任务分配网络通信问题,本文研究在任务完成规则明确的各种合作约束下,将异构复合任务分配给具有不同能力无人艇的分布式任务分配方法,提出一种基于局部子网络的复合任务分配算法(BLSA),对本地复合任务进行分解,并通过网络消息传递步数,限制网络通信,形成局部子网络,在子网络中对本地复合子任务进行分配。仿真实验表明,基于局部子网络的复合任务分配算法在保持共识捆绑算法的稳健收敛特性前提下,拓展了任务类型,并且限制网络通信的情况下,仍然可以产生与完全通信近似等同的解决方案,同时还能提高收敛的速度,减少整个网络的通信需求。

基于实航数据驱动的无人艇操纵运动辨识建模

为快速构建符合海洋航行器实际运动特性的操纵运动模型,开展基于“精海”无人艇实航湖试数据驱动的无人艇操纵运动辨识建模研究。无人艇操纵运动辨识建模的框架以非线性水动力模型和推进器经验模型作为先验知识约束,利用随机舵角序列激励下的航行数据作为训练集,采用支持向量机回归方法完成建模过程,着重探讨了在环境干扰下构建艇体动力学模型的可行性。结果表明,所提出的方法能够快速构建具有非线性特性的无人艇操纵运动模型;先验的模型结构有效降低了实航数据中浪和流的影响,构建的模型能够有效预测回转、Z形等操纵运动的状态变化,具有良好的泛化能力。

多机器人系统PTCWA指标与布局优化

机器人协作系统是提高机械制造加工自动化与灵活性的有效方式,提出了一种基于协作工作空间与公共工作空间乘积(PTCWA)性能指标的机器人系统布局优化模型与方法。该方法采用解析法对多机械臂系统的公共工作空间和协同工作空间进行分析,研究系统布局与两种操作空间之间的耦合关系。基于机械臂D-H参数与机器人数量,对系统布局的极限位置进行分析。基于PTCWA性能指标与布局极限位置参数构建多臂系统布局优化模型,以系统性能指标最优为目标对优化模型进行优化求解。最后以由三个工业机器人组成的典型协作系统为实例进行仿真验证,结果表明以该优化模型进行优化求解可以得到机器人系统的最优系统布局参数。

基于DMPC的四旋翼无人机编队容错避碰避障控制

针对多四旋翼无人机编队在障碍环境中发生执行器加性故障的编队形成和保持问题,从在线滚动优化角度出发,设计了分布式模型预测控制方法。考虑到四旋翼无人机执行器加性故障的情况,引入Tube集约束以解决执行器故障引起的输入受限问题。同时,考虑到系统状态约束,通过引入自身和邻居四旋翼无人机的假设状态轨迹来设计代价函数。此外,考虑到多四旋翼无人机系统编队中的避障和避碰问题,设计了基于控制障碍函数的避碰避障飞行策略,以确保在执行器发生加性故障情况下,多四旋翼无人机系统能够安全地进行编队飞行。最后,通过对四架四旋翼无人机进行仿真验证,验证了该算法在无故障环境和有加性故障环境下编队控制的有效性和优越性。

基于接近觉的机械臂避障路径规划

提出了一种基于接近觉的机械臂避障路径规划方法。首先,针对排列稀疏的接近觉传感器阵列的障碍物感知问题,定义连杆“运动方向”的概念,优先读取连杆运动方向上的传感器以缩短读取周期的长度,并将距离传感器最近的障碍物表面建模为“假想圆锥”,过其顶点作“安全平面”,连杆在运动过程中不能与其发生碰撞。其次,针对避障路径规划问题,采用基于势函数与关节空间的人工势场法,并根据所提出的障碍物感知方法提出了基于“绕行”的改进方法以解决人工势场法的局部最优问题。最后,在UR10机器人的小臂连杆上验证本文方法,实验结果证明了本文方法的有效性、鲁棒性与实时性。