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薄煤层综采工作面四足巡检机器人行走机构设计
1
作者 毛清华 王潘腾 +3 位作者 秦颂 种世懋 薛旭升 王川伟 《工矿自动化》 北大核心 2026年第2期143-151,共9页
在薄煤层综采工作面中,固定轨道式巡检机器人难以适应工作面轨道弯曲与底板起伏变化,吊缆悬挂式巡检机器人在顶板起伏较大的环境中运行稳定性不足,地面行走式机器人越障时速度较低且灵活性不足。针对上述问题,提出了一种适用于薄煤层综... 在薄煤层综采工作面中,固定轨道式巡检机器人难以适应工作面轨道弯曲与底板起伏变化,吊缆悬挂式巡检机器人在顶板起伏较大的环境中运行稳定性不足,地面行走式机器人越障时速度较低且灵活性不足。针对上述问题,提出了一种适用于薄煤层综采工作面复杂环境的四足巡检机器人行走机构。该行走机构采用防爆伺服电动机驱动,并通过连杆腿机构与换挡机构实现高低抬腿模式切换,以兼顾行走效率与越障能力。以曲柄轴安装位置为设计变量、连杆腿抬腿高度和驱动转矩为优化目标,建立了多目标优化模型,并采用NSGA-Ⅱ算法对模型进行求解,得到高低抬腿模式下Pareto最优解集,显著提升了行走机构越障能力的同时兼顾了驱动需求与传力性能。在ADAMS仿真软件中搭建薄煤层综采工作面机器人仿真场景,开展了平地行走、坡面行走、平地越障及坡面越障4种工况下的动力学仿真,结果表明:机器人最大行走速度达15.8 m/min,可在10°坡面上稳定行走,并能跨越100 mm高障碍物;在4种工况下机器人姿态保持可控,未出现失稳情况,满足薄煤层综采工作面跟机巡检对运动性能与稳定性的需求。 展开更多
关键词 薄煤层 综采工作面 四足巡检机器人 行走机构 连杆腿机构 换挡机构
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分布式WSNs巡检机器人智能定位及实验研究
2
作者 殷莉 彭利平 +1 位作者 蔡昌春 田顺钰 《电测与仪表》 北大核心 2026年第2期73-79,共7页
无线传感器网络(wireless sensor networks,WSNs)兼具感知和通信的能力,推动了基于目标定位的各类新兴服务应用的发展。考虑到电力巡检机器人通常运行在环境复杂、空间狭小、设备密集的场景中,文中开展了分布式WSNs巡检机器人智能定位... 无线传感器网络(wireless sensor networks,WSNs)兼具感知和通信的能力,推动了基于目标定位的各类新兴服务应用的发展。考虑到电力巡检机器人通常运行在环境复杂、空间狭小、设备密集的场景中,文中开展了分布式WSNs巡检机器人智能定位及实验评估研究,旨在解决无线通信和测量过程带来较大的定位误差,采用含噪的无线信号达到时间差进行测距,建立无线基站与无线信标间的映射模型,考虑无线测距误差分布推导能够表征巡检机器人分布式位置的完备非线性解析模型,以分布式位置为搜索初值设计了粒子群优化的适应度函数、惯性权重因子和变异操作,从测距噪声和定位精度等方面开展了巡检机器人无线定位的仿真和实验评估。实验结果表明,所提分布式联合粒子群优化的巡检机器人定位算法,相比于其他算法具有更高的定位精度,能够为包括电力装备集群自动化等应用提供技术支持。 展开更多
关键词 WSNS 巡检机器人 无线测距 智能定位 平台实验
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智能变电站四足巡检机器人狭窄通道路径规划
3
作者 李颖 王维权 +2 位作者 朱宇翔 张良 张宏 《沈阳工业大学学报》 北大核心 2026年第2期37-43,共7页
【目的】智能变电站内部环境复杂,狭窄通道形状各异、尺寸不一,狭窄通道的复杂性和不确定性使机器人在通过时需要频繁调整位姿,增加了路径规划的难度。为此,本文提出一种智能变电站四足巡检机器人狭窄通道路径规划方法。【方法】利用四... 【目的】智能变电站内部环境复杂,狭窄通道形状各异、尺寸不一,狭窄通道的复杂性和不确定性使机器人在通过时需要频繁调整位姿,增加了路径规划的难度。为此,本文提出一种智能变电站四足巡检机器人狭窄通道路径规划方法。【方法】利用四足巡检机器人内部的传感器对自身状态进行估计,并结合外部传感器实现对周边环境的感知和定位。通过概率定位原理模型,结合激光雷达观测结果和里程预测结果获取机器人在智能变电站内的位姿估计值。根据估计出的机器人位姿结果,将地图的建立问题转化为地图的极大似然估计问题,利用SLAM技术处理数据并估计机器人位姿、构建栅格地图及更新栅格状态。在完成栅格地图建立后,采用概率路标算法规划巡检路径,将高斯采样器作为路标点采样工具,在栅格地图中随机选择一个点,并沿着一个随机方向采集一个与该点相距的点。若采集点位于空白栅格,则将其视为采集到的路标点。利用高斯采样器采集大量样本点,这些样本点分布在障碍物的周围。本文通过学习过程确定环境内障碍物的数量以及轮廓,确定起点和终点,设定采样节点数量和概率路标集合。根据起点和终点对概率路标集合进行初始化,并对栅格地图空间实施采样,生成新的采样点。根据概率路标算法获取规划的巡检路径点集,设定起点和终点,建立路径优化点集。将路径起点作为测试点,逐一对路径上的路标点集进行测试。若测试点与某点无法连接,则认定该点为转折点,将其存放在优化点集中,并将该路标点作为新的测试点,逐个向后测试,直至测试至终点。完成所有测试后,将优化点集中的路标点逐个连接,形成完整的四足巡检机器人巡检规划路径,从而减少机器人在巡检过程中的位姿方向转换,确保在不碰撞障碍物的前提下完成巡检。【结果】实验结果表明,采用该方法进行变电站狭窄通道路径规划时,取样节点数量少于52个、路径成本均值在87 m以下。【结论】验证本文方法具有较好的规划效果和优越的性能。 展开更多
关键词 智能变电站 四足巡检机器人 狭窄通道路 路径规划算法 SLAM技术 栅格地图 同步定位 概率路标算法
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基于优化遗传算法的变电站巡检机器人路径规划方法研究
4
作者 乔道迹 韩慧妍 +1 位作者 韩燮 曹亚明 《现代电子技术》 北大核心 2026年第6期168-173,共6页
针对现有遗传算法在路径规划中存在的不足及其产生原因展开深入研究,并进行系统的理论分析。同时,对已有的改进遗传算法进行对比研究,总结其在优化过程中存在的问题,如收敛速度慢、易陷入局部极值、自适应能力弱等。以变电站为研究对象... 针对现有遗传算法在路径规划中存在的不足及其产生原因展开深入研究,并进行系统的理论分析。同时,对已有的改进遗传算法进行对比研究,总结其在优化过程中存在的问题,如收敛速度慢、易陷入局部极值、自适应能力弱等。以变电站为研究对象,围绕巡检机器人从起点到终点的路径规划问题展开研究。首先,分析巡检场景并建立相应的环境模型;其次,对巡检方案进行优选;最后,提出有针对性的改进策略,以解决路径冗余和局部极值风险等问题。为验证所提方法的可行性,采用Matlab与ROS系统进行建模与测试。通过构建场景模型分析规划算法的执行效率,并对平面内最短且最平滑路径的目标点进行检测与设计。基于改进遗传算法的变电站巡检机器人路径规划方法,在多种复杂场景下进行了模拟实验。实验结果表明,该方法能够快速、有效地求解最短路径问题,具有较强的实用性和稳定性。 展开更多
关键词 变电站 巡检机器人 路径规划 改进遗传算法 最短路径 栅格法
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油气场站巡检机器人智能分析技术
5
作者 孙国宝 杨豪 +3 位作者 魏普鑫 薛琦 陈冰 檀朝东 《钻采工艺》 北大核心 2026年第1期88-97,共10页
在全球能源转型与“双碳”目标驱动下,油气场站智能巡检已成为保障安全生产的核心手段。传统人工巡检模式面临效率低下、安全风险高及数据一致性差等突出问题。文章提出了基于五层架构的油气场站巡检机器人智能分析技术体系,整合智能感... 在全球能源转型与“双碳”目标驱动下,油气场站智能巡检已成为保障安全生产的核心手段。传统人工巡检模式面临效率低下、安全风险高及数据一致性差等突出问题。文章提出了基于五层架构的油气场站巡检机器人智能分析技术体系,整合智能感知层、分析层、决策层、执行层及人机交互与云边协同层,构建了从油气场站环境感知到全流程自动化智能决策的机器人智能巡检系统。该系统融合激光雷达、红外热像仪和多种传感器等多模态感知技术,采用改进的混合路径规划算法实现复杂场景下的安全高效避障,结合SLAM技术达到厘米级定位精度。硬件平台达到国标防爆标准和IP66防护等级,软件系统基于ROS2框架实现模块化开发。长庆油田页岩油场站验证表明,巡检机器人系统仪表识别准确率达98.5%,避障成功率100%,巡检效率较人工大幅提升,为油气场站智能化运维提供了可靠的技术解决方案。 展开更多
关键词 巡检机器人 智能分析技术 多传感器融合 多模态感知 路径规划
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海上风电场巡检机器人技术及应用
6
作者 于倩祥 周胡 +4 位作者 孙震洲 武宁 朱夏良 燕日春 毕运波 《制造技术与机床》 北大核心 2026年第4期121-134,共14页
在全球能源转型背景下,海上风电作为清洁能源的重要组成部分发展迅速。随着风电设施规模不断扩大,传统人工巡检方式面临效率低、成本高、安全风险大等瓶颈,难以满足现代化运维需求。智能机器人技术的兴起为海上风电场的高效、安全巡检... 在全球能源转型背景下,海上风电作为清洁能源的重要组成部分发展迅速。随着风电设施规模不断扩大,传统人工巡检方式面临效率低、成本高、安全风险大等瓶颈,难以满足现代化运维需求。智能机器人技术的兴起为海上风电场的高效、安全巡检提供了创新解决方案。系统综述了当前应用于海上风电场的五大类巡检机器人技术,即巡检无人机(unmanned aerial vehicle,UAV)、攀爬巡检机器人、水下巡检机器人、地面巡检机器人和轨道巡检机器人,详细分析了各类机器人的结构特点、关键技术、应用场景及其优势与局限性。研究表明,巡检无人机适用于大范围空中巡检,攀爬巡检机器人可实现塔筒与叶片表面近距离精细检测,水下巡检机器人专用于水下作业环境,地面巡检机器人适应复杂平台环境,而轨道巡检机器人则为机舱内部提供稳定、高频的自动化巡检。尽管各类机器人已取得广泛应用,但在自主性、环境适应性、能源供给与多机协同等方面仍存在挑战。未来发展方向将聚焦于高能量密度储能、多源感知融合、群体智能协同与全生命周期智能运维系统的构建。文章旨在为海上风电智能运维领域的科研人员与工程技术人员提供全面的技术参考,推动巡检机器人向更高效、更智能及更可靠的方向发展。 展开更多
关键词 能源转型 海上风电 巡检机器人 智能运维 自动巡检
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基于场景理解与概率采样的巡检机器人视觉避障研究
7
作者 产取结 唐磊 王皓 《传感器与微系统》 北大核心 2026年第2期42-47,共6页
为提升巡检机器人视觉避障性能,提出了一种基于场景理解与概率采样的机器人视觉避障方法。方法以轻量级的深度可分离空洞卷积单元为核心构建场景理解网络,对场景中道路及障碍物信息进行识别。然后,将场景理解结果转化为二值化语义地图,... 为提升巡检机器人视觉避障性能,提出了一种基于场景理解与概率采样的机器人视觉避障方法。方法以轻量级的深度可分离空洞卷积单元为核心构建场景理解网络,对场景中道路及障碍物信息进行识别。然后,将场景理解结果转化为二值化语义地图,并设计启发式的局部概率采样算法,从语义地图中高效搜索出安全的避障路线。最后,引入特征时序分析结构对机器人巡检过程中冗余特征计算进行过滤,保障方法在实际应用中的效率。实验结果表明:所提方法可以有效提升机器人的场景理解能力以及避障性能,并且相较于其他方法,该方法也体现出更强鲁棒性和稳定性,可以更好地辅助机器人完成巡检任务。 展开更多
关键词 巡检机器人 视觉避障 场景理解 概率采样 特征时序分析
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可自主上下线智能线路巡检机器人研究
8
作者 秘立鹏 漆海霞 +2 位作者 李方 曹剑君 黄兴 《机床与液压》 北大核心 2026年第5期85-92,共8页
为提升特高压输电线路巡检的自动化水平,解决现有巡检机器人依赖人工辅助上下线、续航能力有限的问题,研究一套具有自动上下线装置的智能巡检机器人系统。该系统由机器人终端、上下线装置、充电基站、通信基站及远程控制处理终端组成。... 为提升特高压输电线路巡检的自动化水平,解决现有巡检机器人依赖人工辅助上下线、续航能力有限的问题,研究一套具有自动上下线装置的智能巡检机器人系统。该系统由机器人终端、上下线装置、充电基站、通信基站及远程控制处理终端组成。机器人通过上下线装置实现从架线铁塔底部至架空输电线路的攀爬与降落。系统配备了结合太阳能、风能等可再生发电装置与储能电池的充电基站,可实现在线能量补给。此外,设计了专用的过桥装置,通过可调柔性导轨引导机器人跨越铁塔连接处。试验结果表明:该巡检机器人实现了0.5 m/s的稳定上下线速度,并支持在45°大坡度线路上的可靠攀爬;结合充电基站的电能补给,机器人单次任务的持续巡航时间长达12 h。该系统有效解决了人工巡检的安全隐患,显著提升了特高压线路巡检的自动化水平与作业连续性。 展开更多
关键词 巡检机器人 输电线路 充电基站 上下线装置
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基于改进灰狼优化的煤矿巡检机器人路径规划算法研究
9
作者 温海骏 崔雪岩 刘永姜 《工矿自动化》 北大核心 2026年第3期102-113,共12页
针对基于灰狼优化(GWO)的煤矿巡检机器人路径规划算法在井下复杂环境下存在易陷入局部最优、动态适应性不足等问题,提出一种基于改进GWO(IGWO)的煤矿巡检机器人路径规划算法(IGWO算法)。引入分段线性混沌映射(PWLCM)进行种群初始化,确... 针对基于灰狼优化(GWO)的煤矿巡检机器人路径规划算法在井下复杂环境下存在易陷入局部最优、动态适应性不足等问题,提出一种基于改进GWO(IGWO)的煤矿巡检机器人路径规划算法(IGWO算法)。引入分段线性混沌映射(PWLCM)进行种群初始化,确保种群分布均匀,增强全局搜索能力。设计非线性收敛因子,以有效平衡算法的全局探索与局部开发能力,避免陷入局部最优。引入双种群结构、差分进化和淘汰机制,增强种群个体多样性,提升算法对环境的适应性。融入三次B样条曲线对生成路径进行平滑处理,提高路径的可执行性,减少冗余拐点。提出一种基于特征栅格的二维空间模型,有效降低路径搜索的计算复杂度,提升算法实时性。在多种典型煤矿环境(包括随机障碍地图、固定障碍地图及狭窄地图)下,进行IGWO,GWO,基于记忆、进化算子、局部搜索和线性种群规模缩减技术的灰狼优化(MELGWO),A^(*),鲸鱼优化算法(WOA)及粒子群优化(PSO)算法的对比实验,结果表明:IGWO算法在规划路径长度与安全性上的表现优于对比算法。在随机复杂场景下,IGWO算法规划路径长度较MELGWO算法减少56.9%。在20×20固定场景下,IGWO算法规划路径的平均拐点数分别较WOA和A^(*)算法减少12.5%和44.4%。在40×40固定场景下,IGWO算法规划路径长度的极差和方差均优于WOA和PSO算法。在狭窄地图环境下,IGWO算法成功规划出比A^(*)算法更加平滑的路径,且运行时间更短。 展开更多
关键词 煤矿巡检机器人 路径规划 灰狼算法 差分进化 路径平滑 特征栅格 三次B样条曲线 分段线性混沌映射
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基于EDDPG的农业巡检机器人路径规划研究
10
作者 许寒琪 寇志伟 +1 位作者 李欣 李鄂阳 《中国农机化学报》 北大核心 2026年第4期187-194,F0003,共9页
针对农业巡检机器人在复杂作业环境中路径规划效率低、路径较长以及动态避障能力不足的问题,提出一种基于改进的深度确定性策略梯度算法(EDDPG)的路径规划方法。该方法引入旋量法(Screw Theory)优化路径规划效率,并结合人工势场法与A^(*... 针对农业巡检机器人在复杂作业环境中路径规划效率低、路径较长以及动态避障能力不足的问题,提出一种基于改进的深度确定性策略梯度算法(EDDPG)的路径规划方法。该方法引入旋量法(Screw Theory)优化路径规划效率,并结合人工势场法与A^(*)算法构建奖励函数,以提升动态避障能力并缩短最优路径长度。试验结果表明,在二维环境下,与对比算法相比,改进DRL算法的路径长度最短、路径平滑度最佳。在障碍物率为20%、40%、60%的条件下,其路径规划成功率分别达到0.936、0.931、0.918,均优于对比方法。此外,旋量法的使用频率越高,路径规划成功率越高。相比于其他路径规划模型,改进DRL算法的最短路径长度最大减少27.23%,平均规划时间最多缩短24.16 s。 展开更多
关键词 农业自动化 巡检机器人 路径规划 深度强化学习 智能算法
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林区巡检机器人研究综述
11
作者 冯一鸣 郑子相 +1 位作者 张若涛 常庆兵 《林业机械与木工设备》 2026年第2期1-10,共10页
面向森林防火、病虫害监测、资源调查与非法入侵识别等管护需求,林区巡检机器人可在人员难以长期到达或存在安全风险的林下环境中开展高频次、长时段巡视作业,从而提升巡检效率与作业安全性。在梳理林区巡检应用场景与任务特征基础上,... 面向森林防火、病虫害监测、资源调查与非法入侵识别等管护需求,林区巡检机器人可在人员难以长期到达或存在安全风险的林下环境中开展高频次、长时段巡视作业,从而提升巡检效率与作业安全性。在梳理林区巡检应用场景与任务特征基础上,围绕“移动平台形态-自主能力演进-任务载荷集成”三条主线,总结国内外林区巡检机器人研究进展。进一步从工程落地角度归纳当前主要瓶颈,最后结合综述结果并提出面向规模化应用的建议,这对于林区巡检机器人的研究具有重要意义。 展开更多
关键词 林区巡检机器人 多传感器融合 语义SLAM 复杂地形移动平台 空地协同
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巡检机器人遗传优化模糊双模控制器设计分析
12
作者 李祎璠 闫文源 彭雨阳 《拖拉机与农用运输车》 2026年第2期73-75,共3页
针对用于视觉巡检机器人导航特性,目前设计多是改进型模糊双模装置,在控制器优化方面仍有不足。当巡检机器人行进过程中出现路径偏移时,该系统可利用遗传算法对模糊控制器进行动态优化,从而实现实时路径修正。实验结果显示,设计的模糊... 针对用于视觉巡检机器人导航特性,目前设计多是改进型模糊双模装置,在控制器优化方面仍有不足。当巡检机器人行进过程中出现路径偏移时,该系统可利用遗传算法对模糊控制器进行动态优化,从而实现实时路径修正。实验结果显示,设计的模糊控制器在轨迹跟踪调节方面展现出显著优势,能够有效模拟人工操作方式,对非线性特征复杂运动表现出优异的适应性。本研究开发的模糊双模控制器可以显著增强机器人的运动控制能力。 展开更多
关键词 巡检机器人 遗传优化 模糊控制 动态响应
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基于多传感器融合的丘陵农业巡检机器人
13
作者 田晓轩 耿子康 +1 位作者 赵俊红 刘恒志 《南方农机》 2026年第7期37-40,共4页
针对丘陵地区农业环境复杂、人工巡检效率低、作业风险高等问题,文章设计了一款专用于丘陵地带的农业智能巡检机器人。该机器人集成视觉、力觉、位置等多类传感器,结合边缘计算与SLAM技术,实现地形感知、自主导航、作物状态监测与智能... 针对丘陵地区农业环境复杂、人工巡检效率低、作业风险高等问题,文章设计了一款专用于丘陵地带的农业智能巡检机器人。该机器人集成视觉、力觉、位置等多类传感器,结合边缘计算与SLAM技术,实现地形感知、自主导航、作物状态监测与智能决策。通过模块化硬件设计与变刚度柔顺控制算法,提升机器人在崎岖地形下的适应性与稳定性。测试结果表明,该系统能够有效完成丘陵农业的巡检、监测与数据采集工作,为智慧农业提供了一种可行的技术路径。 展开更多
关键词 巡检机器人 多模态感知 智能巡检 柔顺控制
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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：6
14
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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多障碍环境下巡检机器人路径规划优化研究 被引量：10
15
作者 乔道迹 张艳兵 《现代电子技术》 北大核心 2025年第1期130-134,共5页
针对大规模、密集的障碍物分布,高效地搜索最佳路径是一个挑战,为规划出更短的巡检路线,并实现多障碍环境下的灵活避障,文中提出一种多障碍环境下巡检机器人路径规划优化方法。使用二维矩阵构建巡检环境模型,应用D*算法在巡检环境模型... 针对大规模、密集的障碍物分布,高效地搜索最佳路径是一个挑战,为规划出更短的巡检路线,并实现多障碍环境下的灵活避障,文中提出一种多障碍环境下巡检机器人路径规划优化方法。使用二维矩阵构建巡检环境模型,应用D*算法在巡检环境模型中进行巡检机器人路径规划,并将传统D*算法中的扩展步长方式改变为自适应扩展步长,使机器人在面积较大的巡检场地能够更快地完成巡检;将代价函数由欧氏距离替换为切比雪夫诺距离和曼哈顿距离融合的代价函数,并引入了平滑度函数优化线路规划结果,使规划的路径更为平滑,在遇到由于多种原因产生的新障碍物时可以重新规划路径。通过实验结果可知,无论是静态地图还是动态地图,该方法均可以快速准确地规划出一条最佳路线,并且在多种环境中应用该方法能够高效获取路径规划结果。 展开更多
关键词 多障碍 巡检机器人 路径规划 D*算法 动态环境 扩展节点 代价函数 扩展步长
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新型蚁群算法规划核电厂巡检机器人路径 被引量：3
16
作者 朱翠 罗宇豪 +1 位作者 王占刚 戴娟 《核电子学与探测技术》 北大核心 2025年第1期107-115,共9页
为了使核电厂巡检机器人更加高效地完成巡检任务,本文提出一种改进的蚁群算法进行路径规划。针对基本蚁群算法在路径规划当中存在拐点多、收敛速度慢、易陷入局部最优的问题,首先利用A~*算法构建次优路径并调整初始信息素浓度。然后,构... 为了使核电厂巡检机器人更加高效地完成巡检任务,本文提出一种改进的蚁群算法进行路径规划。针对基本蚁群算法在路径规划当中存在拐点多、收敛速度慢、易陷入局部最优的问题,首先利用A~*算法构建次优路径并调整初始信息素浓度。然后,构建方向性函数以减少路径的拐弯次数。在搜索过程中,蚂蚁若发生死锁,极易导致算法陷入局部最优。为此,本文提出了防止死锁的策略,并将蚁群算法与遗传算法相结合,以提高算法的全局搜索能力。实验结果表明,本算法能够高效地规划出距离更短、更平滑的路径,对于核电厂巡检机器人高效完成巡检任务、延长单次巡检时间、减少巡检机器人磨损等具有重要意义。 展开更多
关键词 蚁群算法 核电厂 巡检机器人 路径规划
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矿井巡检机器人复杂斜巷通过性能优化 被引量：2
17
作者 宋庆军 胡程量 +1 位作者 姜海燕 张金辉 《机械设计与制造》 北大核心 2025年第1期320-324,共5页
为提高移动机器人在矿井巷道等复杂环境中的越障稳定性,通过理论分析与RecurDyn仿真试验,研究并提出了一种分析和优化摆臂履带式巡检机器人坡道越障能力和越障稳定性的方法。研究结果表明:坡度对所涉及的巡检机器人最大越障高度和稳定... 为提高移动机器人在矿井巷道等复杂环境中的越障稳定性,通过理论分析与RecurDyn仿真试验,研究并提出了一种分析和优化摆臂履带式巡检机器人坡道越障能力和越障稳定性的方法。研究结果表明:坡度对所涉及的巡检机器人最大越障高度和稳定性均有较大影响,在坡度角为(0~35)°工况下,随坡度的增加理论最大越障高度从349mm逐渐减小至221mm,且当坡度角大于30°时,机器人在越障中易处于不稳定状态,故在越障控制时须考虑稳定性因素的影响。该结论可为所涉及巡检机器人的设计和自主越障控制提供理论依据。 展开更多
关键词 巡检机器人 坡道越障 运动学建模 斜巷 RECURDYN 虚拟样机
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基于改进A^(*)算法的矿用巡检机器人路径规划 被引量：2
18
作者 张辉 苏国用 +2 位作者 赵东洋 杨宇豪 何凯 《太原理工大学学报》 北大核心 2025年第3期559-566,共8页
【目的】针对煤矿井下环境非结构化、局部可通行区域窄以及传统A^(*)算法规划路径存在搜索时间长、搜索节点多、路径冗余节点多、路径平滑度较差等问题,提出一种基于改进A^(*)算法的矿用巡检机器人路径规划算法。【方法】首先在传统A^(*... 【目的】针对煤矿井下环境非结构化、局部可通行区域窄以及传统A^(*)算法规划路径存在搜索时间长、搜索节点多、路径冗余节点多、路径平滑度较差等问题,提出一种基于改进A^(*)算法的矿用巡检机器人路径规划算法。【方法】首先在传统A^(*)算法的启发函数中引入预估消耗的指数函数和障碍物覆盖率之和,以提高搜索效率,缩短搜索时间;其次改进传统8邻域搜索为9邻域搜索,从而避免无用搜索,减少搜索节点数量;然后通过Floyd算法剔除路径中的冗余节点;最后采用改进3阶贝塞尔曲线完成路径平滑任务。【结果】结果表明:相较于传统A^(*)算法,在特定的20×20、30×30和40×40栅格地图下,改进A^(*)算法使得搜索时间分别缩短44.1%、63.8%和84.8%,搜索节点分别减少31.6%、47.9%和71%;路径平滑算法能够减少路径节点,改善路径平滑度,更适用于矿用巡检机器人的路径规划。 展开更多
关键词 矿用巡检机器人 路径规划 改进A^(*)算法 FLOYD算法 贝塞尔曲线
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基于巡检机器人和改进RT-DETR的奶牛挑食行为识别方法 被引量：1
19
作者 田富洋 张立印 +3 位作者 张帅扬 宋占华 于镇伟 张姬 《农业机械学报》 北大核心 2025年第6期258-267,共10页
针对目前复杂环境下奶牛在采食过程中挑食行为与采食行为差异不大、识别精度较低、人工识别劳动强度大等问题,本文提出了一种基于巡检机器人和改进RT-DETR模型的奶牛挑食行为识别方法。根据奶牛采食特性设计巡检机器人采集奶牛采食过程... 针对目前复杂环境下奶牛在采食过程中挑食行为与采食行为差异不大、识别精度较低、人工识别劳动强度大等问题,本文提出了一种基于巡检机器人和改进RT-DETR模型的奶牛挑食行为识别方法。根据奶牛采食特性设计巡检机器人采集奶牛采食过程数据,分中午、下午和晚上3个时间段分别在3个牛棚进行采集,最终构建包含3个时间段共计10280幅奶牛采食数据集。对RT-DETR模型进行改进,在RT-DETR模型浅层中引入DAttention(DAT)模块和Bi-Level Routing Attention(BRA)模块融合的DBRA结构,建立了新的图像特征提取结构,提升输入图像局部和全局特征深度融合能力;在RT-DETR模型编码器中融合Efficient Multi-Scale Attention(EMA)模块,增强了提取高层次语义信息能力,更好地联系上下文信息。试验结果表明,改进后模型在奶牛采食视频数据集平均精度均值(mAP@0.5)为99.1%,模型内存占用量为39.6 MB,浮点计算量为4.67×10^(10),相较于原模型平均精度均值提高7.4个百分点,模型内存占用量降低0.9 MB,浮点计算量减少2%。与Sparse R-CNN、YOLO v7-L、YOLO v8n、DINO、Swin Transformer和DETR模型相比,平均精度均值(mAP@50)分别提高8.5、9.8、7.8、6.6、11.4、9.5个百分点。研究结果可以为实现畜牧养殖智能化提供技术支持。 展开更多
关键词 奶牛挑食行为 巡检机器人 改进RT-DETR 行为识别 注意力机制
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基于EWMA—优化BP神经网络的农业巡检机器人定位 被引量：1
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作者 蒋祥龙 丁珠玉 《中国农机化学报》 北大核心 2025年第5期86-91,共6页
为解决农业巡检机器人行间定位过程中产生非视距(NLOS)误差干扰,提出一种EWMA—优化BP神经网络模型定位方法。在BP神经网络基础上,融合指数加权移动平均算法(EWMA)弥补其定位远距离处精度较低的不足,同时EWMA采用三次函数形式设计加权系... 为解决农业巡检机器人行间定位过程中产生非视距(NLOS)误差干扰,提出一种EWMA—优化BP神经网络模型定位方法。在BP神经网络基础上,融合指数加权移动平均算法(EWMA)弥补其定位远距离处精度较低的不足,同时EWMA采用三次函数形式设计加权系数;为避免BP神经网络收敛速度慢、局部最优,引入动量因子和自适应学习速率进行改进BP神经网络,并通过归一化处理数量级差距很大的输入、输出向量,考虑到计算方便,降低神经元饱和度,最终融合TDOA定位模型的Chan算法获得最优值。农业大棚巡检机器人行间动静态定位试验分析表明,所提模型静态定位误差90%的情况下不超过0.2 cm,动态定位X轴方向估计误差均值为3 cm,Y轴方向估计误差均值为5 cm,NLOS因素干扰下平均定位误差降低90%,基本滤除NLOS因素干扰下的定位误差。 展开更多
关键词 农业巡检机器人 精准定位 BP神经网络 非视距
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