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一种基于STM32微控制器的电阻型湿度传感器校准系统设计 被引量:2
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作者 张鹏 殷家璇 +1 位作者 陶佰睿 李会 《传感技术学报》 北大核心 2025年第1期75-81,共7页
提出了一种基于STM32微控制器的电阻型湿度传感器校准系统,旨在提高传感器的工作性能,特别是要减少因湿滞和温度噪声等带来的误差。主要包括基于PID(比例微分积分)算法与PWM(脉宽调制)控制的饱和盐溶液相对湿度参考标准测试环境,干湿球... 提出了一种基于STM32微控制器的电阻型湿度传感器校准系统,旨在提高传感器的工作性能,特别是要减少因湿滞和温度噪声等带来的误差。主要包括基于PID(比例微分积分)算法与PWM(脉宽调制)控制的饱和盐溶液相对湿度参考标准测试环境,干湿球温度计湿度辅助测试定标系统,以及Buck(降压斩波)开关电源和LDO(低压差线性稳压)电路组成的电源电路、恒温电路、气压检测电路、电机驱动电路和输出显示电路等模块的软硬件设计。最后自制GO/ZnO/PCF(氧化石墨烯/氧化锌/植物纤维素薄膜)电阻型湿度传感器,把该电阻型湿度传感器放置在各相对湿度参考标准测试环境中实时记录传感器输出电阻值并对其进行校准测试,经多轮试验和数据处理,运用二分查找算法获取该传感器对应湿度数据。研究结果表明,所设计的校准系统可以将湿度传感器误差控制在±2%RH内,并在标准湿度测试环境中实现10 s内达到90%的稳定响应。此外,经过误差校准后,传感器恢复至新的稳定状态所需的时间不超过30 s。该校准系统具有低成本、简便操作和便携性等显著优势,具有重要的实用价值。 展开更多
关键词 湿度传感器 校准实验箱 嵌入式系统 PID
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多策略改进鲸鱼优化算法的移动机器人路径规划 被引量:2
2
作者 黄开启 许军 《传感器与微系统》 北大核心 2025年第7期121-125,共5页
在移动机器人路径规划研究中,鉴于传统鲸鱼优化算法(WOA)会出现收敛速率慢、精度不高和容易进入局优等固有的缺陷,提出一种多策略改进的鲸鱼优化算法(MSIWOA)。提出融合Logistic-Tent复合混沌映射与反向学习策略,以改进算法的初始种群... 在移动机器人路径规划研究中,鉴于传统鲸鱼优化算法(WOA)会出现收敛速率慢、精度不高和容易进入局优等固有的缺陷,提出一种多策略改进的鲸鱼优化算法(MSIWOA)。提出融合Logistic-Tent复合混沌映射与反向学习策略,以改进算法的初始种群生成机制。引入非线性收敛因子和自适应惯性权重策略,旨在平衡算法初期探索能力和后期精细化寻优能力。引入随机差分策略,以求提高种群多样性与全局搜索水平。实验结果表明:MSIWOA在基准测试函数上展现出更快的收敛速度和更精确的寻优结果。MSIWOA在最短路径长度、耗时以及拐点数等指标上均表现最优,验证了算法的有效性和优越性。 展开更多
关键词 鲸鱼优化算法 路径规划 自适应权重 Logistic-Tent复合混沌映射 随机差分策略
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多智能体系统的分布式协同定位方法研究综述 被引量:1
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作者 杨光红 石重霄 《复杂系统与复杂性科学》 北大核心 2025年第2期18-30,共13页
多智能体系统的分布式协同定位是系统执行诸多复杂协同任务的关键环节。分布式协同定位方法旨在使各智能体利用相对空间测量信息与锚节点位置信息,通过结合分布式的网络通信,计算自身在全局坐标系下的位置。本文针对多智能体系统分布式... 多智能体系统的分布式协同定位是系统执行诸多复杂协同任务的关键环节。分布式协同定位方法旨在使各智能体利用相对空间测量信息与锚节点位置信息,通过结合分布式的网络通信,计算自身在全局坐标系下的位置。本文针对多智能体系统分布式协同定位方法的研究进展进行详细总结。首先,根据相对空间测量信息的类型,将现有分布式协同定位方法分为如下三类:基于距离测量信息、基于方位测量信息、以及基于混合测量信息的分布式协同定位方法。进而,通过描述测量信息与智能体位置之间的约束关系,对上述分布式协同定位方法的设计方案进行详细阐述,并比较现有方法的优缺点。此外,针对带有恶意测量信息的多智能体系统,介绍了可靠分布式协同定位方法的研究现状。最后,本文对多智能体系统分布式协同定位方法存在的问题进行了归纳总结,并提出了一些可能的解决方向。 展开更多
关键词 多智能体系统 分布式协同定位 测量信息 可靠性
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一种新型的船舶动力系统电动机转子故障检测技术
4
作者 张建良 季瑞松 +1 位作者 韩涛 吴越 《实验室研究与探索》 北大核心 2025年第10期12-17,共6页
电动机转子故障严重影响船舶动力系统的稳定运行,为提升故障检测的准确率与实时性,提出一种新型故障检测技术。该方法通过构建以残差神经网络为核心的空间特征提取模块,实现了对单一时刻转子故障空间特征的快速提取,有效提高了检测的实... 电动机转子故障严重影响船舶动力系统的稳定运行,为提升故障检测的准确率与实时性,提出一种新型故障检测技术。该方法通过构建以残差神经网络为核心的空间特征提取模块,实现了对单一时刻转子故障空间特征的快速提取,有效提高了检测的实时性;同时,建立基于双向长短期记忆网络的时序特征提取模块,用于分析故障时序特征长期依赖关系,从而提升检测准确率;并采用贝叶斯优化算法进行超参数优化,进一步增强了故障检测性能。转子故障实验结果表明,与现有主流方法相比,该检测技术具有较好的检测准确率和实时性,为船舶动力系统的故障分析提供有效技术支撑。 展开更多
关键词 船舶动力系统 电动机 转子 故障检测 残差神经网络 双向长短期记忆网络
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基于EIT技术的智能可穿戴传感器的研究进展
5
作者 王琦 王鑫 段晓杰 《天津工业大学学报》 北大核心 2025年第4期71-82,共12页
基于电阻抗成像(EIT)技术的智能可穿戴传感器在工业、医疗和电子产品中有广泛的应用。本文概述了EIT成像原理,总结了EIT智能可穿戴传感器在传感器材料、硬件结构设计、软件算法等方面的研究进展,详细介绍了EIT智能可穿戴传感器在人机交... 基于电阻抗成像(EIT)技术的智能可穿戴传感器在工业、医疗和电子产品中有广泛的应用。本文概述了EIT成像原理,总结了EIT智能可穿戴传感器在传感器材料、硬件结构设计、软件算法等方面的研究进展,详细介绍了EIT智能可穿戴传感器在人机交互、智能机器人和医疗保健方面的应用,并展望了其未来发展前景:更轻薄柔软的传感器材料、软件算法的优化、物联网和5G技术的普及、成本的降低和制造工艺的改进,将使得基于EIT的智能可穿戴传感器在更广泛的领域发挥其独特的优势,为人们的健康生活和工业发展提供更有力的支持。 展开更多
关键词 智能可穿戴传感器 电阻抗成像(EIT) 材料优化 硬件设计 软件算法
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基于CNN-BiLSTM-Transformer的舰船中压直流全电推进系统故障诊断设计
6
作者 张建良 韩涛 季瑞松 《实验技术与管理》 北大核心 2025年第1期11-18,共8页
针对舰船中压直流全电推进系统结构复杂度高、单元耦合性强、运行环境多变等特点造成的故障诊断准确性低和实时性差等问题,开展了基于CNN-BiLSTM-Transformer的故障诊断设计。首先,基于卷积神经网络CNN构建单点特征级联网络,开展单一时... 针对舰船中压直流全电推进系统结构复杂度高、单元耦合性强、运行环境多变等特点造成的故障诊断准确性低和实时性差等问题,开展了基于CNN-BiLSTM-Transformer的故障诊断设计。首先,基于卷积神经网络CNN构建单点特征级联网络,开展单一时刻下故障信号空间特征的深入提取,以提升故障特征提取的有效性;其次,以双向长短期记忆网络BiLSTM为核心设计多点特征依赖网络,利用门控机制和双向时序学习机制,实现故障信号在多个时刻之间特征依赖关系的有效学习,以提升故障诊断的准确性;然后,以Transformer为核心建立序列特征并行处理网络,通过自注意力机制实现对故障特征上下文关系的精确刻画,进而利用多头注意力机制实现特征序列的并行处理,以提升故障诊断的实时性;最后,设计舰船中压直流全电推进系统故障诊断实验方案,并开展不同故障模式下的诊断性能评估。该文方法在多种故障模式下诊断准确率和实时性均优于现有的主流故障诊断方法,有助于为舰船中压直流全电推进系统的安全运行提供更有力的技术保障。 展开更多
关键词 舰船 中压直流 全电推进系统 故障诊断 TRANSFORMER
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基于分段评价遗传算法的移动机器人路径规划
7
作者 谢嘉 孙帅浩 +3 位作者 李永国 梁锦涛 金昌兵 陈学飞 《传感技术学报》 北大核心 2025年第6期1064-1071,共8页
针对传统遗传算法在处理路径规划问题时存在适应性差、收敛速度慢和易早熟等问题,提出一种基于分段评价路径的改进遗传算法。设计一种动态权重适应度函数,在线调节参数并考虑坡度因素,来增强算法对复杂环境的适应能力;提出一种新的交叉... 针对传统遗传算法在处理路径规划问题时存在适应性差、收敛速度慢和易早熟等问题,提出一种基于分段评价路径的改进遗传算法。设计一种动态权重适应度函数,在线调节参数并考虑坡度因素,来增强算法对复杂环境的适应能力;提出一种新的交叉变异方式,分段评价个体后进行有选择性的交叉和变异,提升算法的寻优能力,加快收敛速度;采用模糊控制在线调节交叉变异概率,避免算法早熟;引入删除算子剔除冗余节点,提高最优解的平滑性;在20×20和30×30地图环境上进行仿真实验,结果表明所提算法具有更强的适应能力,改进型交叉变异能更快地搜索到更优路径,在线调节交叉变异概率很好地避免了算法早熟,最终解在路径长度、收敛速度及平滑度上均有提升。 展开更多
关键词 路径规划 分段评价路径 改进遗传算法 动态权重适应度函数 选择性交叉变异 模糊控制
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具有状态约束的AUV固定时间抗干扰控制
8
作者 王建晖 王浩远 +2 位作者 刘治 陈子韬 陈凯锐 《控制理论与应用》 北大核心 2025年第10期2056-2065,共10页
针对具有状态约束、模型参数不确定、通信资源受限和外界未知时变干扰的自主水下机器人(AUV)的轨迹跟踪问题,本文提出了一种基于固定时间干扰观测器的事件触发控制方法.首先,基于固定时间稳定理论,利用双曲正切函数的特性设计干扰观测器... 针对具有状态约束、模型参数不确定、通信资源受限和外界未知时变干扰的自主水下机器人(AUV)的轨迹跟踪问题,本文提出了一种基于固定时间干扰观测器的事件触发控制方法.首先,基于固定时间稳定理论,利用双曲正切函数的特性设计干扰观测器,对系统的集总干扰进行估计,使得估计误差在固定时间内收敛.其次,基于所设计的干扰观测器,提出了一种AUV固定时间抗干扰轨迹跟踪控制方法,使得系统的跟踪误差在固定时间内收敛.同时,为了减少系统对通信资源的占用,在控制方法的设计中,引入了相对阈值的事件触发机制.最后,通过仿真实验验证了该方法的有效性. 展开更多
关键词 自主水下机器人 固定时间控制 干扰观测器 事件触发机制 状态约束
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耦合磁流变与液压机器人关节设计及冲击抑制
9
作者 杨坤全 马佰周 +1 位作者 余春梅 黄惠 《机械设计与制造》 北大核心 2025年第8期332-339,349,共9页
液压机器人足端与地面接触时容易产生较大的碰撞冲击,其会导致零部件受损,严重影响足式机器人使用寿命。针对于此,这里提出了将磁流变阻尼器串联于液压驱动关节实现一体化的减振新方法。首先,以足端可达面积最大为目标,对液压足式机器... 液压机器人足端与地面接触时容易产生较大的碰撞冲击,其会导致零部件受损,严重影响足式机器人使用寿命。针对于此,这里提出了将磁流变阻尼器串联于液压驱动关节实现一体化的减振新方法。首先,以足端可达面积最大为目标,对液压足式机器人腿部结构进行优化,确定腿节长度、摆角及驱动器尺寸。其次,依据垂落工况设计磁流变阻尼器,并将其通过共用活塞杆的方式与液压作动器串联共同形成液压阻尼作动器。然后,依据单腿垂落冲击工况设计模糊控制器,进而减少冲击后的活塞杆位移误差。最后,通过单腿垂落冲击试验知:串有磁流变阻尼器的液压作动器对足式机器人具有明显的抗冲击效果,致使机械腿动态误差最小。 展开更多
关键词 液压足式机器人 磁流变阻尼器 液压阻尼作动器 垂落冲击 模糊控制器
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多源准分布式光纤漏水传感器的自适应调节
10
作者 王欢 乔文生 +3 位作者 卢春霖 苑佳馨 侯钰龙 张彦军 《传感器与微系统》 北大核心 2025年第9期71-75,共5页
针对现有准分布式光纤漏水传感器中所需的LED灯电流稳定输出要求,提出一种光强和电流反馈的双闭环LED驱动控制系统。首先,LED驱动电路采用带有缓启动的降压(Buck)电路,并建立LED数学模型;其次,设计电流环,并在此基础上设置光强环;最后,... 针对现有准分布式光纤漏水传感器中所需的LED灯电流稳定输出要求,提出一种光强和电流反馈的双闭环LED驱动控制系统。首先,LED驱动电路采用带有缓启动的降压(Buck)电路,并建立LED数学模型;其次,设计电流环,并在此基础上设置光强环;最后,设计LED光强控制的模糊自适应PI调节器,提高控制系统的动态性能。仿真结果表明:相比于传统PI调节器,模糊自适应PI调节器调节时间从0.007 s缩短至0.003 s,超调量从15%降低至1%,跟踪性能较好,可以更快更精准地达到传感器中LED灯需要的光照强度。 展开更多
关键词 漏水检测 光纤 LED 降压驱动电路 模糊PI控制
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小体积电缆管道打磨机器人控制系统设计
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作者 何玉灵 薛瑞 +4 位作者 代德瑞 庞子旺 孔凡坊 张翼 占鹭林 《现代电子技术》 北大核心 2025年第8期93-99,共7页
地下电缆已成为城市电网的重要组成部分,但目前施工过程中电缆易因管道错位问题而被划伤,亟需设计一款电缆管道边缘打磨机器人,提前排除电缆划伤隐患,其中机器人的软硬件控制系统是设计的重中之重。在此背景下,开发了一个基于STM32的硬... 地下电缆已成为城市电网的重要组成部分,但目前施工过程中电缆易因管道错位问题而被划伤,亟需设计一款电缆管道边缘打磨机器人,提前排除电缆划伤隐患,其中机器人的软硬件控制系统是设计的重中之重。在此背景下,开发了一个基于STM32的硬件电路、软件控制系统的上位机操作界面。使用EDA软件设计系统部分硬件电路,包括最小系统板、降压电路、CAN通信电路和电机驱动电路;在Keil5软件中,应用串级PID控制算法设计了各模块的软件控制程序;基于C#语言,使用Visual Studio软件设计了上位机人机交互界面。经过样机制作与实验验证,证明了该机器人整体功能完善,能够通过上位机界面实现图像传输、机器人行进以及管壁打磨等功能,完全能够满足小体积电缆管道打磨机器人的作业要求。 展开更多
关键词 电缆管道 打磨机器人 控制系统设计 硬件电路 STM32 串级PID CAN
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基于最优阻抗选取的机器人自适应鲁棒导纳控制
12
作者 杨丽红 汪泽锴 +2 位作者 孙太任 胡玥 杨建涛 《控制理论与应用》 北大核心 2025年第1期181-188,共8页
本文提出了一种基于最优阻抗选择的机器人自适应鲁棒导纳控制策略,以提高机器人与环境交互的性能.本文的创新点包括:1)提出了一种新的环境阻抗复合学习估计方法,保证阻抗参数估计值约束在预定的集合内,通过初始激励保证了估计误差的指... 本文提出了一种基于最优阻抗选择的机器人自适应鲁棒导纳控制策略,以提高机器人与环境交互的性能.本文的创新点包括:1)提出了一种新的环境阻抗复合学习估计方法,保证阻抗参数估计值约束在预定的集合内,通过初始激励保证了估计误差的指数收敛性;2)基于估计的环境阻抗,设计机器人期望的最优刚度和阻尼,实现交互力和轨迹跟踪误差的最优协调;3)设计了一种基于时滞估计的自适应鲁棒导纳控制器,使机器人能够以规定的性能跟踪导纳轨迹.在自适应鲁棒控制器中,采用饱和函数来代替传统的滑模控制,极大地缓解了可能出现的抖振问题.通过对比仿真验证了本文环境阻抗估计方法和自适应鲁棒导纳控制的有效性. 展开更多
关键词 阻抗控制 导纳控制 自适应控制 最优阻抗 时滞估计
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3C智能制造工厂的AGV智慧物料传输与调度综述 被引量:5
13
作者 孙孝飞 郭捷 +4 位作者 魏灿名 金翔 赵飞 王磊 梅雪松 《中南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第2期514-535,共22页
介绍了3C行业智能制造的发展现状与趋势,总结了3C智能制造过程中物料传输与调度的技术要求、现状问题与发展趋势。在此基础上,通过分析AGV的技术发展及其在智能工厂的应用进展,重点探讨了3C智能制造工厂中AGV物料传输与调度的关键技术,... 介绍了3C行业智能制造的发展现状与趋势,总结了3C智能制造过程中物料传输与调度的技术要求、现状问题与发展趋势。在此基础上,通过分析AGV的技术发展及其在智能工厂的应用进展,重点探讨了3C智能制造工厂中AGV物料传输与调度的关键技术,包括AGV物料传输任务数据库、路径规划、多机协同调度、动态调度管控、AGV调度管理系统等。最后,对3C智能制造工厂的AGV智慧物料传输与调度技术进行了总结和展望,提出了5G(第五代移动通信技术)+人工智能物联网(AIoT)以及高集成化的技术趋势,以促进3C制造业的数智化、高效化发展。 展开更多
关键词 3C制造 物料传输 AGV 动态调度 智能化
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航天器自主智能运维技术进展 被引量:4
14
作者 王坤朋 杨文昊 +4 位作者 李文博 柴毅 姚娟 黄晓峰 王彤 《宇航学报》 北大核心 2025年第2期215-231,共17页
自主智能运维技术作为确保航天器在轨安全可靠、连续稳定运行的关键核心技术之一,是提升航天器自主生存能力和智能运行水平的重点发展方向。首先结合航天器的功能组成、运行环境及工作模式,深入梳理了航天器自主智能运维技术的内涵与独... 自主智能运维技术作为确保航天器在轨安全可靠、连续稳定运行的关键核心技术之一,是提升航天器自主生存能力和智能运行水平的重点发展方向。首先结合航天器的功能组成、运行环境及工作模式,深入梳理了航天器自主智能运维技术的内涵与独特特点。随后,从自主状态感知、自主故障诊断、自主评估预测、自主运维决策及自主学习更新5个关键维度,系统综述了该技术领域的理论研究现状与实际应用案例。最后,针对当前面临的运维人员不可达、先验知识不完备、资源配置不充分等挑战,提炼并展望了跨时空数据融合、可信任可解释诊断、知识迁移预测、云边协同决策及持续增量学习等未来发展趋势,为航天器自主智能运维技术的进一步创新与应用提供了有力指导。 展开更多
关键词 航天器 自主智能运维 自主状态感知 自主故障诊断 自主评估预测 自主运维决策 自主学习更新
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基于粒子群优化算法的农业机器人控制策略研究 被引量:10
15
作者 王娜 吴延凯 许娜 《农机化研究》 北大核心 2025年第1期205-209,共5页
介绍了粒子群优化算法的概念,并由数学模型、边界约束和环境约束对农业机器人优化约束模型进行了分析,实现了对农业机器人的动态避障和路径规划。仿真实验表明:针对复杂的作业环境,农业机器人可以进行最优避障路径规划,且算法收敛速度较... 介绍了粒子群优化算法的概念,并由数学模型、边界约束和环境约束对农业机器人优化约束模型进行了分析,实现了对农业机器人的动态避障和路径规划。仿真实验表明:针对复杂的作业环境,农业机器人可以进行最优避障路径规划,且算法收敛速度较快,能够满足设计要求,证明系统具有一定的可行性。 展开更多
关键词 农业机器人 粒子群 优化约束模型 避障 路径规划
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视频监控与识别技术和智能巡检机器人技术在石化领域的应用 被引量:4
16
作者 李志海 黄思瑜 +2 位作者 黄雪怡 刘雁 钟源 《石油炼制与化工》 CAS 北大核心 2025年第1期24-29,共6页
人工智能技术的飞速发展已成为推动各行各业创新的重要力量,为石化行业带来了前所未有的发展机遇。综述了人工智能技术,特别是视频监控与识别技术和智能巡检机器人技术在石化行业的应用。通过视频监控与识别技术,可以实时掌握生产运行状... 人工智能技术的飞速发展已成为推动各行各业创新的重要力量,为石化行业带来了前所未有的发展机遇。综述了人工智能技术,特别是视频监控与识别技术和智能巡检机器人技术在石化行业的应用。通过视频监控与识别技术,可以实时掌握生产运行状态,及时发现潜在风险,确保生产安全。智能巡检机器人则能够替代人工进行巡检,减少人力成本,提高巡检效率,确保设备的稳定运行。 展开更多
关键词 石化行业 视频监控与识别 智能巡检机器人
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具身智能的研究与应用 被引量:11
17
作者 张伟男 刘挺 《智能系统学报》 北大核心 2025年第1期255-262,共8页
随着深度学习和大模型技术的不断增强,人工智能技术从研究简单、封闭的虚拟场景,发展到研究更为复杂、开放的现实场景。研究焦点也从早期的小规模语料库和网络文本数据集处理,发展到多模态一体化的处理架构和研究范式。与此同时,以OpenA... 随着深度学习和大模型技术的不断增强,人工智能技术从研究简单、封闭的虚拟场景,发展到研究更为复杂、开放的现实场景。研究焦点也从早期的小规模语料库和网络文本数据集处理,发展到多模态一体化的处理架构和研究范式。与此同时,以OpenAI Sora为代表的物理世界近似和仿真模型的出现,标志着人工智能再次向通用人工智能迈进了一步。然而,若要让人工智能真正达到通用人工智能的标准,成为类人的智能,需要当今的人工智能体具备与物理世界交互学习的能力,即具身智能。因此,本文主要关注具身智能的研究内容和进展,具体包括具身感知、具身认知和具身行为优化3个方面。同时结合近期人形机器人的发展,概述具身智能技术在人形机器人等载体上的应用,并对未来的研究及应用进行展望。 展开更多
关键词 具身智能 具身感知 具身认知 具身行为优化 深度学习 人工智能 仿真环境 人形机器人
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小型无人机视觉传感器避障方法综述 被引量:5
18
作者 王家亮 董楷 +2 位作者 顾兆军 陈辉 韩强 《西安电子科技大学学报》 北大核心 2025年第1期60-79,共20页
无人机自主飞行避障技术是无人机安全飞行和应用中最为基础和关键的技术,也是当前无人机领域的研究热点。随着深度学习在计算机视觉方向的应用,以及事件相机等视觉传感器技术的迅速发展与不断完善,基于视觉传感器的无人机自主飞行避障... 无人机自主飞行避障技术是无人机安全飞行和应用中最为基础和关键的技术,也是当前无人机领域的研究热点。随着深度学习在计算机视觉方向的应用,以及事件相机等视觉传感器技术的迅速发展与不断完善,基于视觉传感器的无人机自主飞行避障方法取得一定的进步,但目前有些研究方法在复杂场景下仍存在很大的挑战以及存在一些列亟待解决的问题,在精准性、实时性以及算法鲁棒性方面仍有改进空间。首先介绍无人机避障的相关概念及问题难点;然后将基于视觉传感器的避障算法根据采用的硬件及技术手段,具体划分为传统避障方法、基于深度学习避障方法、基于处理事件流的避障方法、基于传感器融合避障方法,和基于视觉避障的决策层避障方法,并分别介绍每类避障方法相关研究进展与研究成果,以及分析各类避障方法的优缺点;最后总结现有无人机避障算法存在的问题,并对未来研究工作进行展望。 展开更多
关键词 无人机 避障传感器 计算机视觉 事件相机
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论“采煤就是采数据”的学术思想 被引量:2
19
作者 马宏伟 薛旭升 +7 位作者 毛清华 齐爱玲 王鹏 聂珍 张旭辉 曹现刚 赵英杰 郭逸风 《煤炭科学技术》 北大核心 2025年第1期272-283,共12页
煤矿智能化的核心是综采工作面的智能化,综采工作面智能化的关键是数字化。为了提高综采工作面的智能化水平,提出了“采煤就是采数据”的煤矿综采工作面智能化开采学术思想,凝练了数字工作面构建、精准截割、设备位姿检测与控制、设备... 煤矿智能化的核心是综采工作面的智能化,综采工作面智能化的关键是数字化。为了提高综采工作面的智能化水平,提出了“采煤就是采数据”的煤矿综采工作面智能化开采学术思想,凝练了数字工作面构建、精准截割、设备位姿检测与控制、设备群速度控制和设备群协同控制等五大关键技术,阐述了基于五大关键技术的学术思想内涵,构建了基于数字工作面智能开采的学术思想体系架构。针对综采工作面数字煤层构建问题,融合数字煤层数据、设备群数据等,利用空间插值算法、数字孪生技术等构建数字工作面,构建了包括数字煤层数据、历史截割位姿和速度数据、采煤量数据、设备群协同数据等的数据库,阐述了多源数据融合的数字工作面动态更新方法,提高数字工作面模型的精度;针对综采工作面精准截割问题,阐述了融合数字煤层驱动的截割轨迹规划数据和历史截割位姿数据的轨迹规划方法,以及基于规划轨迹数据的智能插补轨迹跟踪控制方法,利用人工智能算法对规划截割轨迹数据和轨迹跟踪控制的位姿插补数据进行迭代优化,提高截割轨迹规划和轨迹跟踪控制精度;针对综采工作面设备位姿检测与控制问题,阐述了基于多传感器融合数据的工作面装备位姿精准检测方法,以及基于神经网络算法的位姿控制方法,通过位姿感知数据和位姿控制数据的深度融合与迭代优化,实现综采工作面设备群位姿的精准检测与控制;针对综采工作面设备群速度控制问题,提出力−电耦合的截割载荷测量方法,以及基于人工智能寻优算法的速度智能控制方法,融合截割载荷数据和采煤量数据,利用人工智能寻优算法决策最优的牵引速度、截割速度、运煤速度,实现基于设备群速度匹配的高效智能截割控制;针对综采工作面设备群协同控制问题,阐述了基于人工智能算法的设备群主从协同控制方法,以采煤机位姿与速度控制数据作为主导者,刮板输送机和液压支架控制数据作为跟随者,利用人工智能神经网络算法求解最优的设备群位移与速度协同控制参数,实现设备群智能高效安全作业。“采煤就是采数据”五大关键技术已经在煤矿中得到应用,验证了学术思想的可行性。“采煤就是采数据”的学术思想为突破煤炭智能开采的关键技术难题奠定了理论基础。 展开更多
关键词 数字工作面 截割轨迹规划 位姿控制 速度控制 协同控制
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一种基于AEKF的铆接件视觉伺服精确装配方法 被引量:3
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作者 李宗刚 李彦博 +1 位作者 焦建军 杜亚江 《系统仿真学报》 北大核心 2025年第1期107-118,共12页
针对工业生产中存在多轴孔铆接件因铆钉数量多、铆钉与铆孔间隙小、铆钉分布不规则等特点,致使装配过程约束复杂,装配精度要求高,难以实现铆接工艺智能化以提升装配效率问题,提出一种基于自适应扩展卡尔曼滤波的铆接件视觉伺服精确装配... 针对工业生产中存在多轴孔铆接件因铆钉数量多、铆钉与铆孔间隙小、铆钉分布不规则等特点,致使装配过程约束复杂,装配精度要求高,难以实现铆接工艺智能化以提升装配效率问题,提出一种基于自适应扩展卡尔曼滤波的铆接件视觉伺服精确装配方法。为实现铆接件装配时的高精度定位,在传统扩展卡尔曼滤波的基础上,引入自适应噪声估计器,消除未知环境下的系统噪声对图像雅可比矩阵估计精度的影响,保证视觉伺服过程中图像雅可比矩阵的高精度估计;为保证铆接件装配时视觉伺服运动轨迹平滑稳定,设计滑模控制器,对铆接件进行轨迹跟踪,同时引入最小二乘法对铆接件图像特征深度信息进行实时在线估计,实现铆接件的高精度装配;以6自由度机器人建立仿真模型,结果表明在分布不规则的铆钉中选取4个铆钉的圆心点特征作为控制输入,通过设计的视觉伺服控制器能够完成铆接件的高精度多轴孔装配,提高了铆接工艺中关键工序的智能化水平。 展开更多
关键词 铆接 多轴孔装配 自适应扩展卡尔曼滤波 深度在线估计 滑模控制
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