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具身智能自主无人系统技术
被引量:
7
1
作者
孙长银
袁心
+1 位作者
王远大
柳文章
《自动化学报》
北大核心
2025年第4期762-777,共16页
自主无人系统是一类具有自主感知和决策能力的智能系统,在国防安全、航空航天、高性能机器人等方面有着广泛的应用.近年来,基于Transformer架构的各类大模型快速革新,极大地推动了自主无人系统的发展.目前,自主无人系统正迎来一场以“...
自主无人系统是一类具有自主感知和决策能力的智能系统,在国防安全、航空航天、高性能机器人等方面有着广泛的应用.近年来,基于Transformer架构的各类大模型快速革新,极大地推动了自主无人系统的发展.目前,自主无人系统正迎来一场以“具身智能”为核心的新一代技术革命.大模型需要借助无人系统的物理实体来实现“具身化”,无人系统可以利用大模型技术来实现“智能化”.本文阐述具身智能自主无人系统的发展现状,详细探讨包含大模型驱动的多模态感知、面向具身任务的推理与决策、基于动态交互的机器人学习与控制、三维场景具身模拟器等具身智能领域的关键技术.最后,指出目前具身智能无人系统所面临的挑战,并展望未来的研究方向.
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关键词
自主无人系统
具身智能
大语言模型
人工智能
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职称材料
支持隐私保护的自主无人系统分布式智能运维框架
2
作者
宁宝玲
李文博
毕强
《控制理论与应用》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第8期1351-1360,共10页
自主无人系统的智能运维是提升系统自主性以及安全可靠运行能力的有效手段,面临分布式运维和隐私保护两个方面的挑战.现有工作未充分考虑自主无人系统的计算资源受限特点及对量化隐私保护的需求,无法应对上述挑战.因此,本文提出了一种...
自主无人系统的智能运维是提升系统自主性以及安全可靠运行能力的有效手段,面临分布式运维和隐私保护两个方面的挑战.现有工作未充分考虑自主无人系统的计算资源受限特点及对量化隐私保护的需求,无法应对上述挑战.因此,本文提出了一种支持隐私保护的自主无人系统分布式智能运维框架,基于联邦学习、区块链和隐私保护技术,采用离线学习与在线监测、本地模型与全局模型相结合的方式,利用基于联邦学习的运维模型训练机制,基于区块链的运维模型共享机制,以及基于差分隐私的局部模型共享机制,有效解决系统面临的资源受限和隐私保护问题,为系统提供安全可靠的运维环境以及支持多端融合、自主更新的运维能力.实验结果表明,所设计的框架可以支持高效智能运维方法的构建,针对框架所设计的联邦学习和隐私保护方法是有效的.
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关键词
智能运维
自主无人系统
联邦学习
隐私保护
区块链
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职称材料
海洋自主无人系统跨域协同任务规划模型与技术发展研究
被引量:
1
3
作者
王亮
徐同乐
+3 位作者
肖玉杰
李烨
靳子荣
郑升武
《兵工学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第S02期1-8,共8页
跨域协同任务规划是无人系统实现集群化、自主化、多功能化的关键技术和重要支撑。主要聚焦海洋自主无人系统,阐述了无人系统跨域协同任务规划的基本概念和原则特点,分析了跨域无人集群典型应用案例,提出了无人系统跨域协同任务规划的...
跨域协同任务规划是无人系统实现集群化、自主化、多功能化的关键技术和重要支撑。主要聚焦海洋自主无人系统,阐述了无人系统跨域协同任务规划的基本概念和原则特点,分析了跨域无人集群典型应用案例,提出了无人系统跨域协同任务规划的控制结构和基本流程,构建了分布式任务规划模型,并通过剖析现阶段存在的突出问题,总结了下一步研究展望,以期为我国海洋自主无人系统建设和发展提供一定的参考。
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关键词
跨域协同
海洋
自主无人系统
控制架构
分布式任务规划模型
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职称材料
在语义层重构自主无人系统:需求、框架与运行机理
4
作者
庞维建
李朋
+1 位作者
尹峻松
马心意
《指挥与控制学报》
CSCD
北大核心
2024年第3期355-364,共10页
针对无人系统实现高级任务自主性的问题,提出在语义层重构自主无人系统的技术路线。分析了自主无人系统关键能力需求,阐释了语义重构的内涵、优势和运行机理。自主无人系统的语义重构技术路线强调:通过在语义层重构自主无人系统,实现无...
针对无人系统实现高级任务自主性的问题,提出在语义层重构自主无人系统的技术路线。分析了自主无人系统关键能力需求,阐释了语义重构的内涵、优势和运行机理。自主无人系统的语义重构技术路线强调:通过在语义层重构自主无人系统,实现无人系统任务、环境和系统自身的语义化描述;通过构建知识本体实现领域知识的统一表示和群体信息共享,利用语义知识引擎实现群体认知达到任务协同和能力互操作的目的;利用知识推理和不确定性知识推理实现认知基础上的任务自主规划。通过在语义层重构自主无人系统,将自主无人系统的规划问题上升到认知层面,实现硬件与软件,规划问题与规划方法,人类干预与自主规划等问题的解耦。
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关键词
自主无人系统
语义协同
语义重构
知识工程
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职称材料
集群协同任务规划的形式逻辑方法:综述与展望
5
作者
李忠奎
王俊杰
+3 位作者
张云奕
张硕
国萌
孙志勇
《自动化学报》
北大核心
2025年第10期2211-2231,共21页
由无人车、无人机等构成的无人集群系统在军民领域有着广泛应用.任务规划作为集群的决策中枢,面临时序冲突协调、大规模异构协同以及动态环境适应等多重挑战.传统的混合整数优化方法在表达灵活性和实时求解方面存在明显不足,而基于机器...
由无人车、无人机等构成的无人集群系统在军民领域有着广泛应用.任务规划作为集群的决策中枢,面临时序冲突协调、大规模异构协同以及动态环境适应等多重挑战.传统的混合整数优化方法在表达灵活性和实时求解方面存在明显不足,而基于机器学习的规划方法则在可解释性与扩展性上存在固有局限.近年来,以线性时序逻辑和信号时序逻辑为代表的形式逻辑方法,凭借任务描述准确完备、逻辑推理严谨和可解释性强等优势,已成为集群任务建模与规划的重要手段.本文系统回顾了基于形式逻辑的集群任务规划研究进展,围绕基本语法语义、规划架构范式以及大规模和动态不确定环境下的适应机制等方面展开全面分析.同时,探讨大语言模型在自然语言任务理解、形式化任务建模及任务规划中的应用潜力.最后,展望非完备环境下的持续规划、集群任务与运动的联合规划以及形式逻辑与大语言模型融合的闭环规划等未来研究方向.
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关键词
多机器人
系统
自主无人系统
集群协同
任务规划
线性时序逻辑
信号时序逻辑
大语言模型
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职称材料
阵列式多MEMS-IMU协同导航系统与算法
被引量:
8
6
作者
沈凯
左健文
+3 位作者
左思琪
李岳伦
刘雅萱
郭文君
《中国惯性技术学报》
EI
CSCD
北大核心
2021年第5期569-575,共7页
在全球卫星导航系统受限甚至拒止环境下,通常借助惯性导航来实现无人车辆的自主导航与定位。MEMS-IMU作为惯性导航的一种低成本途径,其长时间工作的精确度和可靠性较差,为了解决这一问题,设计了一种阵列式多MEMS-IMU协同导航系统及相应...
在全球卫星导航系统受限甚至拒止环境下,通常借助惯性导航来实现无人车辆的自主导航与定位。MEMS-IMU作为惯性导航的一种低成本途径,其长时间工作的精确度和可靠性较差,为了解决这一问题,设计了一种阵列式多MEMS-IMU协同导航系统及相应算法。综合利用MEMS-IMU、旋转调制和协同导航技术,分析对比了基于旋转调制技术的双MEMS-IMU协同导航方案,并设计了适用于自主无人系统导航的阵列式四MEMS-IMU协同导航系统,实现不依赖卫星的高精度位置、速度和姿态等解算。基于MEMS-IMU实际噪声数据的仿真实验结果表明:采用阵列式四MEMS-IMU协同导航方案,在姿态、方位和水平定位精度上,较无MEMS-IMU旋转系统均提高60%以上,显著提升了MEMS惯性器件导航的定向定位性能。
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关键词
惯性导航
MEMS-IMU
旋转调制
协同导航
自主无人系统
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职称材料
题名
具身智能自主无人系统技术
被引量:
7
1
作者
孙长银
袁心
王远大
柳文章
机构
安徽大学自主无人系统技术教育部工程研究中心
安徽大学安徽省无人系统与智能技术工程研究中心
东南大学自动化学院
安徽大学人工智能学院
出处
《自动化学报》
北大核心
2025年第4期762-777,共16页
基金
国家自然科学基金创新研究群体(61921004)
国家自然科学基金重点项目(62236002)
国家自然科学基金(62203113)资助。
文摘
自主无人系统是一类具有自主感知和决策能力的智能系统,在国防安全、航空航天、高性能机器人等方面有着广泛的应用.近年来,基于Transformer架构的各类大模型快速革新,极大地推动了自主无人系统的发展.目前,自主无人系统正迎来一场以“具身智能”为核心的新一代技术革命.大模型需要借助无人系统的物理实体来实现“具身化”,无人系统可以利用大模型技术来实现“智能化”.本文阐述具身智能自主无人系统的发展现状,详细探讨包含大模型驱动的多模态感知、面向具身任务的推理与决策、基于动态交互的机器人学习与控制、三维场景具身模拟器等具身智能领域的关键技术.最后,指出目前具身智能无人系统所面临的挑战,并展望未来的研究方向.
关键词
自主无人系统
具身智能
大语言模型
人工智能
Keywords
Autonomous unmanned systems
embodied intelligence
large language models
artificial intelligence
分类号
TP273 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
TP18 [自动化与计算机技术—控制理论与控制工程]
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职称材料
题名
支持隐私保护的自主无人系统分布式智能运维框架
2
作者
宁宝玲
李文博
毕强
机构
黑龙江大学数据科学与技术学院
北京控制工程研究所
空间智能控制技术全国重点实验室
出处
《控制理论与应用》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第8期1351-1360,共10页
基金
科技部重点研发项目(2021YFB1715000)
国家自然科学基金项目(U1811461,62022013,12150007,62103450,61832003,62272137)
黑龙江省高校大学专项科研资金项目(2022–KYYWF–1122)资助。
文摘
自主无人系统的智能运维是提升系统自主性以及安全可靠运行能力的有效手段,面临分布式运维和隐私保护两个方面的挑战.现有工作未充分考虑自主无人系统的计算资源受限特点及对量化隐私保护的需求,无法应对上述挑战.因此,本文提出了一种支持隐私保护的自主无人系统分布式智能运维框架,基于联邦学习、区块链和隐私保护技术,采用离线学习与在线监测、本地模型与全局模型相结合的方式,利用基于联邦学习的运维模型训练机制,基于区块链的运维模型共享机制,以及基于差分隐私的局部模型共享机制,有效解决系统面临的资源受限和隐私保护问题,为系统提供安全可靠的运维环境以及支持多端融合、自主更新的运维能力.实验结果表明,所设计的框架可以支持高效智能运维方法的构建,针对框架所设计的联邦学习和隐私保护方法是有效的.
关键词
智能运维
自主无人系统
联邦学习
隐私保护
区块链
Keywords
intelligent operating
autonomous unmanned system
federated learning
privacy protection
blockchain
分类号
TP18 [自动化与计算机技术—控制理论与控制工程]
TP309 [自动化与计算机技术—计算机系统结构]
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职称材料
题名
海洋自主无人系统跨域协同任务规划模型与技术发展研究
被引量:
1
3
作者
王亮
徐同乐
肖玉杰
李烨
靳子荣
郑升武
机构
海军研究院
[
出处
《兵工学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第S02期1-8,共8页
文摘
跨域协同任务规划是无人系统实现集群化、自主化、多功能化的关键技术和重要支撑。主要聚焦海洋自主无人系统,阐述了无人系统跨域协同任务规划的基本概念和原则特点,分析了跨域无人集群典型应用案例,提出了无人系统跨域协同任务规划的控制结构和基本流程,构建了分布式任务规划模型,并通过剖析现阶段存在的突出问题,总结了下一步研究展望,以期为我国海洋自主无人系统建设和发展提供一定的参考。
关键词
跨域协同
海洋
自主无人系统
控制架构
分布式任务规划模型
Keywords
cross-domain collaboration
ocean autonomous unmanned system
control architecture
distributed mission planning model
分类号
V19 [航空宇航科学与技术—人机与环境工程]
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职称材料
题名
在语义层重构自主无人系统:需求、框架与运行机理
4
作者
庞维建
李朋
尹峻松
马心意
机构
北京航空工程技术研究中心
军事科学院
空军指挥学院
出处
《指挥与控制学报》
CSCD
北大核心
2024年第3期355-364,共10页
基金
中国博士后基金(2023M734305)资助。
文摘
针对无人系统实现高级任务自主性的问题,提出在语义层重构自主无人系统的技术路线。分析了自主无人系统关键能力需求,阐释了语义重构的内涵、优势和运行机理。自主无人系统的语义重构技术路线强调:通过在语义层重构自主无人系统,实现无人系统任务、环境和系统自身的语义化描述;通过构建知识本体实现领域知识的统一表示和群体信息共享,利用语义知识引擎实现群体认知达到任务协同和能力互操作的目的;利用知识推理和不确定性知识推理实现认知基础上的任务自主规划。通过在语义层重构自主无人系统,将自主无人系统的规划问题上升到认知层面,实现硬件与软件,规划问题与规划方法,人类干预与自主规划等问题的解耦。
关键词
自主无人系统
语义协同
语义重构
知识工程
Keywords
autonomous unmanned system
semantic coordination
semantic reconstruction
knowledge engineering
分类号
E91 [军事]
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职称材料
题名
集群协同任务规划的形式逻辑方法:综述与展望
5
作者
李忠奎
王俊杰
张云奕
张硕
国萌
孙志勇
机构
北京大学先进制造与机器人学院
出处
《自动化学报》
北大核心
2025年第10期2211-2231,共21页
基金
国家自然科学基金(U2241214,T2121002,62373008)资助。
文摘
由无人车、无人机等构成的无人集群系统在军民领域有着广泛应用.任务规划作为集群的决策中枢,面临时序冲突协调、大规模异构协同以及动态环境适应等多重挑战.传统的混合整数优化方法在表达灵活性和实时求解方面存在明显不足,而基于机器学习的规划方法则在可解释性与扩展性上存在固有局限.近年来,以线性时序逻辑和信号时序逻辑为代表的形式逻辑方法,凭借任务描述准确完备、逻辑推理严谨和可解释性强等优势,已成为集群任务建模与规划的重要手段.本文系统回顾了基于形式逻辑的集群任务规划研究进展,围绕基本语法语义、规划架构范式以及大规模和动态不确定环境下的适应机制等方面展开全面分析.同时,探讨大语言模型在自然语言任务理解、形式化任务建模及任务规划中的应用潜力.最后,展望非完备环境下的持续规划、集群任务与运动的联合规划以及形式逻辑与大语言模型融合的闭环规划等未来研究方向.
关键词
多机器人
系统
自主无人系统
集群协同
任务规划
线性时序逻辑
信号时序逻辑
大语言模型
Keywords
Multi-robot systems
autonomous unmanned systems
swarm cooperation
task planning
linear temporal logic
signal temporal logic
large language models
分类号
TP18 [自动化与计算机技术—控制理论与控制工程]
TP242 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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职称材料
题名
阵列式多MEMS-IMU协同导航系统与算法
被引量:
8
6
作者
沈凯
左健文
左思琪
李岳伦
刘雅萱
郭文君
机构
北京理工大学自动化学院
出处
《中国惯性技术学报》
EI
CSCD
北大核心
2021年第5期569-575,共7页
基金
国家自然科学基金青年科学基金项目(61906016)
中国科协青年人才托举工程(2018QNRC001)。
文摘
在全球卫星导航系统受限甚至拒止环境下,通常借助惯性导航来实现无人车辆的自主导航与定位。MEMS-IMU作为惯性导航的一种低成本途径,其长时间工作的精确度和可靠性较差,为了解决这一问题,设计了一种阵列式多MEMS-IMU协同导航系统及相应算法。综合利用MEMS-IMU、旋转调制和协同导航技术,分析对比了基于旋转调制技术的双MEMS-IMU协同导航方案,并设计了适用于自主无人系统导航的阵列式四MEMS-IMU协同导航系统,实现不依赖卫星的高精度位置、速度和姿态等解算。基于MEMS-IMU实际噪声数据的仿真实验结果表明:采用阵列式四MEMS-IMU协同导航方案,在姿态、方位和水平定位精度上,较无MEMS-IMU旋转系统均提高60%以上,显著提升了MEMS惯性器件导航的定向定位性能。
关键词
惯性导航
MEMS-IMU
旋转调制
协同导航
自主无人系统
Keywords
inertial navigation
MEMS-IMU
rotation modulation
cooperative navigation
autonomous unmanned system
分类号
U666.1 [交通运输工程—船舶及航道工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
具身智能自主无人系统技术
孙长银
袁心
王远大
柳文章
《自动化学报》
北大核心
2025
7
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职称材料
2
支持隐私保护的自主无人系统分布式智能运维框架
宁宝玲
李文博
毕强
《控制理论与应用》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024
0
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职称材料
3
海洋自主无人系统跨域协同任务规划模型与技术发展研究
王亮
徐同乐
肖玉杰
李烨
靳子荣
郑升武
《兵工学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024
1
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职称材料
4
在语义层重构自主无人系统:需求、框架与运行机理
庞维建
李朋
尹峻松
马心意
《指挥与控制学报》
CSCD
北大核心
2024
0
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职称材料
5
集群协同任务规划的形式逻辑方法:综述与展望
李忠奎
王俊杰
张云奕
张硕
国萌
孙志勇
《自动化学报》
北大核心
2025
0
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职称材料
6
阵列式多MEMS-IMU协同导航系统与算法
沈凯
左健文
左思琪
李岳伦
刘雅萱
郭文君
《中国惯性技术学报》
EI
CSCD
北大核心
2021
8
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