国家自然科学基金(61035005)
- 作品数：7 被引量：100H指数：3
- 相关作者：韩建达何玉庆宋崎卜春光陈成更多>>
- 相关机构：中国科学院中国科学院大学沈阳航空航天大学更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金辽宁省科技厅博士启动基金更多>>
- 相关领域：自动化与计算机技术航空宇航科学技术更多>>
- 低维特征空间中基于旋转图像的三维环境模型配准方法被引量：3
- 2014年
- 近年来,异类机器人之间(如飞行机器人和地面机器人)的协作成为机器人学研究发展的一个新的领域.异类机器人协作的难点之一是协作环境建模,而由于所获得的环境模型具有不同的观测视角和尺度,其环境建模中的模型配准是一个难点和关键.目前,能够适用于大视角差、大尺度差场景配准的方法并不多,基于旋转图像的配准方法被认为是一种可行方案,但其中存在的计算负担大和在野外环境中的鲁棒性差使得其也很难在实际系统中应用.基于此,面向三维点云环境模型,以旋转图像为基础,提出了一种新的基于低维特征空间的模型配准方法.首先,通过引入模型曲率、旋转图像熵值和激光反射强度3个特征构建了一个三维特征空间,得到候选对应点集合.然后,在候选对应点集合中利用旋转图像的方法查找正确的对应关系,实现模型配准.由于低维特征空间的引入,基于旋转图像特征的对应点搜索区域大大减小,因此算法计算效率得到了极大改善.同时由于引入的新特征与场景旋转图像特征的互补性,算法的鲁棒性和精确性也得到了提升.这些性能改进最后通过实验得到了验证.
- 梅元刚何玉庆
- 关键词：环境建模旋转图像模型配准机器人协作
- 基于四阶贝塞尔曲线的无人车可行轨迹规划被引量：81
- 2015年
- 对于实际的无人车系统来说,轨迹规划需要保证其规划出来的轨迹满足运动学约束、侧滑约束以及执行机构约束.为了生成满足无人车初始状态约束、目标状态约束的局部可行轨迹,本文提出了一种基于四阶贝塞尔曲线的轨迹规划方法.在该方法中,轨迹规划问题首先被分解为轨形规划及速度规划两个子问题.为了满足运动学约束、初始状态约束、目标状态约束以及曲率连续约束,本文采用由3个参数确定的四阶贝塞尔曲线来规划轨迹形状.为了保证转向机构可行,本文进一步采用优化方法求解一组最优参数从而规划出曲率变化最小的轨线.对于轨线执行速度规划,为了满足速度连续约束、加速度连续约束、加速度有界约束以及目标状态侧滑约束,本文首先求解了可行的轨迹执行耗时区间,再进一步在该区间中求解能够保证任意轨迹点满足侧滑约束的耗时,最后再由该耗时对任意点速度进行规划.本文结合实际无人车的应用对轨迹搜索空间生成、道路行车模拟以及路径跟踪进行了仿真实验,并基于实际的环境数据进行了轨迹规划实验.
- 陈成何玉庆卜春光韩建达
- 关键词：可行性
- 无人驾驶车实时地图构建与自主运动规划
- 本文研究了无人驾驶车实时局部高程地图构建和基于可行方向角的自主运动规划。基于无人驾驶车实验平台传感器系统的配置特点,提出了基于多源激光数据的局部地图构建算法,并结合动态障碍物跟踪算法去除动态障碍物对局部地图的影响。以实时...
- 姜楠刘一莎庄严王伟
- 关键词：无人驾驶车
- 文献传递
- 长航程极地漫游机器人环境建模方法被引量：1
- 2013年
- 由于其恶劣的自然环境,近几年来极地逐渐成为机器人应用的一个典型场景.作为一种代表性的极地机器人,长航程极地漫游机器人对环境建模及环境认知的能力提出了更高的要求.为了提高环境建模方法实时性以及环境模型精度,本文提出了一种能够适用于各种野外环境的多尺度2.5维概率栅格高程图.该高程图从空间尺度对环境进行精细及粗略两种划分以适应不同的环境模型精度要求及建模实时性要求.从概率尺度,该高程图首先采用卡尔曼滤波器融合量测点不确定性对精细栅格高程值进行估计,再采用概率统计对粗略栅格高程值进行估计.同时,本文结合极地环境常见障碍物冰裂隙对环境模型的插值问题进行了研究,提出了基于假设检验的插值方法.最后,本文对提出的环境建模方法及插值方法进行了实验验证.
- 陈成卜春光何玉庆韩建达
- 关键词：自主导航环境建模插值问题
- 风场环境下主动建模无人直升机改进LQG控制
- 2012年
- 为了使小型无人直升机在风场环境下稳定飞行,通过将主动建模技术与传统的LQG控制相结合,提出了一种能有效适应模型不确定性的控制方法。该方法将风场对无人直升机的扰动看作随机扰动,并把这种扰动作为参数与机体模型中的状态合并成增广的机体状态量,而后用卡尔曼滤波对其进行实时估计,实时得到扰动的估计值,并将其反馈给控制器以实现对控制器的重构,从而完成对无人直升机的稳定控制。依据建模理论建立了机体的半解耦模型以及大气紊流模型,用该模型进行了仿真,结果表明,本控制方法对大气紊流有一定的抑制作用。
- 李一波刘婉竹宋崎赵树
- 关键词：无人直升机大气紊流卡尔曼滤波
- 直升机执行器故障的双时标容错控制系统设计被引量：1
- 2014年
- 针对直升机的执行器故障,本文提出了一种基于双时标模型的自适应容错控制方法.根据直升机的不同状态变量响应时间不同的特点和时标分离理论,将直升机模型划分为快速(姿态动力学)和慢速(平移动力学)两种时标模型.反步控制方法和逆动力学控制方法分别被用于进行快慢两种模型控制器的设计,并在控制过程中采用了不同的控制周期.在双时标模型中,引入了执行器效率因子(actuator effectiveness factors,AEFs)用于表示执行器的健康情况.利用无色卡尔曼滤波(unscented Kalman filter,UKF)对AEFs进行了在线估计,估计结果用于快速和慢速模型控制器的自适应重构.仿真结果表明,该自适应容错控制方法,能够有效的消除执行器故障(包括常值和时变故障)对直升机飞行性能的影响,并取得良好的控制效果.
- 宋崎江紫亚韩建达王洪光
- 关键词：直升机执行器容错控制
- Admissibility Conditions of Dynamic Input-Output Economic Model with Multiple Delays
- A new dynamic input-out economic model with multiple delays and with probably singular capital coefficient mat...
- Yongyun ShaoXiaodong LiuXin SunYan Feng
- 关键词：ADMISSIBILITY
- 文献传递
- 面向旋翼无人机的高压输电线在线检测方法被引量：13
- 2014年
- 面向旋翼无人机电力巡线的高压输电线在线检测对算法实时性、鲁棒性要求高的问题,提出了一种基于边界搜索和Radon变换(BSRT)的高压输电线识别算法。分析了高压输电线在图像中的边界贯穿特征,提出了以图像四条边界作为起始点的搜索策略,给出了边界约束下的直线特征Radon变换能量函数和求解方法。复杂度分析结果表明本算法与经典的Radon算法相比,复杂度降低了一个数量级。以人工合成图像和无人机实际航拍图像,对本算法、Radon算法和LSD算法在实时性和有效性方面进行了实验对比分析,实验结果表明,本算法的处理速度较Radon算法有很大的提高,与LSD算法的处理速度基本处于同一量级,但本算法的高压输电线检测精度大幅优于传统的Radon和LSD算法。理论分析及实验结果证明,提出的BSRT方法有效地解决了经典Radon算法的高复杂度和LSD算法的复杂背景高敏感性的问题,具有较好的应用价值。
- 曹蔚然朱琳琳韩建达
- 关键词：RADON变换边界搜索
- Control Platform Design and Experiment of A Quadrotor
- ＜正＞Quadrotor helicopter control is nowadays a hot issue in the field of unmanned aerial vehicle（UAV） research ...
- JIANG JunQI JuntongSONG DaleiHAN Jianda
- 关键词：QUADROTOR
- 文献传递
- 基于两时间尺度模型的直升机非线性控制器设计被引量：2
- 2014年
- 提出一种基于两时间尺度模型的直升机非线性控制方法.该方法利用直升机不同状态达到稳定的时间不同的特点,将直升机模型分为快速和慢速两种模型.反步控制方法和逆动力学控制方法分别被用于进行快慢两种模型控制器的设计,并在控制过程中采用了不同的控制周期.仿真结果表明,利用上述方法设计的控制器,对于阶跃变化和正弦变化的速度轨迹具有良好的跟踪效果.
- 宋崎江紫亚韩建达王洪光
- 关键词：直升机反步控制
