未知环境下改进的基于BUG算法的移动机器人路径规划

对未知环境下移动机器人路径规划的方法和发展现状进行了概述总结,指出了各种方法的优点和不足。同时研究了环境未知情况下的移动机器人实时路径规划问题,将Bug算法与基于滚动窗口的路径规划相结合,提出了一种改进的移动机器人路径规划方法。规划时只考虑当前状态下所必须的传感数据,不必计算障碍物的边线解析式,节省了存储空间,提高了规划效率,保证了算法的实时性。算法采用两种行为模式,为了保证路径规划的完备性和全局收敛,同时给出了全局收敛标准。由于算法的固有原理,在陷阱区域移动机器人容易左右徘徊,无法达到目标点。针对算法的这个问题,利用虚拟障碍的概念提出了基于局部切线图算法的移动机器人路径规划。最后对本算法的收敛性和完备性给予了证明。仿真实验验证了该方法的有效性。

履带式移动机器人轨迹跟踪研究

详细分析了履带式移动机器人的受力特点,提出了一种适宜进行控制器设计的履带移动机器人模型。根据履带式移动机器人动力学模型和运动学模型,设计了机器人的轨迹跟踪控制器。利用Lyapunov稳定判据证明控制器的全局稳定性。在控制器的设计中考虑了履带-地面作用,引入参数对其描述。考虑到机器人动力学约束,引入机器人速度、加速度控制策略以保证机器人运动平滑。仿真实验验证了该方法的有效性和全局收敛。

未知环境下基于三次螺线Bug算法的移动机器人路径规划

研究了环境未知情况下的移动机器人实时路径规划问题,将Bug算法与基于滚动窗口的路径规划相结合,提出了一种改进的移动机器人路径规划方法。详细分析了三次螺线作为移动机器人跟踪路径所具有的各种优异的几何特性,定义路径光滑成本函数,利用三次螺线对滚动窗口内规划的路径光滑化,使得移动机器人易于跟踪所规划的路径,扩展了移动机器人的应用领域。最后对本文算法的收敛性和完备性予以证明。仿真实验验证了该方法的有效性。

未知环境下非完整轮式移动机器人运动规划

将Bug算法与基于滚动窗口的路径规划相结合,提出改进的移动机器人路径规划方法。该方法无需计算障碍物的边线解析式,仅考虑必须的传感数据,从而提高了计算效率。根据建立的移动机器人通用动力学模型和无打滑非完整运动约束条件,采用非线性反馈线性化方法设计了轮式机器人的轨迹跟踪控制器。建模时直接以两驱动后轮的角速度为控制输入,降低了跟踪误差。同时考虑左右车轮的速度限制,以保证规划路径的平滑。最后,与Bug算法、势场算法和模糊控制算法进行对比实验,验证了该算法的有效性。

基于匹配追踪的音符起始点检测

在基于内容的音乐研究中,正确提取音符起始点信息是识别音高、节拍、节奏、段落等音乐高级特征的基础.本文提出了基于匹配追踪(Matching Pursuit,简称MP)的两种新型音符起始点检测算法:基于MP解释程度和基于分音变化的检测算法.这两种算法均在MP分解的基础上,分析MP码本,并利用改进的峰值提取算法生成音符起始点向量.从实验结果看,本文提出算法的性能指标和MIREX 2011的最好结果相当.

基于非信息超先验的Bayesian Kriging元建模算法

计算机试验引入近似建模的思想,使其广泛地用于复杂物理系统。针对计算机试验中的近似建模问题,基于Jeffreys非信息超先验为Kriging模型的相关参数赋予了多层先验约束,提出了一种有效的Bayesian元建模方法,并且利用期望最大化算法对相关参数进行数值求解。新方法在本质上属于惩罚似然方法,但是它不含有任何需要调整或者估计的参数。将之与国际上已有的几种方法进行了比较,实验结果显示新方法不仅能够取得较高的元建模精度,而且能够大大降低计算复杂度。

一种网格简化算法及其在三维重建上的应用

针对机器人和自主车辆仿真系统开发的需要,提出了一种利用激光雷达采集的点云数据进行场景重建的算法。该算法根据激光雷达的点云数据生成多边形网格,能够对场景进行有效分割,并在此基础上对多边形网格进行有效简化,从而满足实时仿真系统的需要。在最后给出了仿真实验的结果,实验证明该算法简明有效。