多机器人固定时间编队主从控制方法研究

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作者 姚江云 王宽田 +1 位作者 刘斌 陈国庆 《仪表技术与传感器》 北大核心 2025年第8期102-108,共7页

为解决多机器人编队控制中各种干扰因素导致机器人行走路线精确度降低的问题,提出一种多机器人编队协同控制策略,运用主从结构法,让从机器人按照期望间距与期望方向角,跟随主机器人进行移动。构建机器人编队模型,针对集总扰动情况,设计... 为解决多机器人编队控制中各种干扰因素导致机器人行走路线精确度降低的问题,提出一种多机器人编队协同控制策略,运用主从结构法,让从机器人按照期望间距与期望方向角,跟随主机器人进行移动。构建机器人编队模型,针对集总扰动情况,设计了滑模抗干扰观测器,用于观测编队时的集总扰动状况;依据集总扰动的观测结果,设计固定时间反步控制器,确保在固定时间内,多机器人编队的联合速度误差与位置误差都能收敛至设定值。实验表明:该方法能够使从机器人精准地跟踪主机器人,并且编队控制的位置误差能够控制在0.02 m以下。 展开更多

关键词 多机器人 编队控制 主从结构 固定时间 抗干扰观测器 反步控制器

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基于MC-PSO的柔性生产线码垛机器人关节最优控制

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作者 姚江云 王宽田 王一波 《机械设计与制造》 北大核心 2025年第9期346-351,357,共7页

针对生产线中码垛机器人的柔性化程度及精度较低的问题,提出一种基于膜计算优化粒子群算法(Membrane Computing Optimization Particle Swarm Optimization Algorithm,MC-PSO)的分数阶PI^(λ)D^(μ)参数自整定码垛机器人关节最优控制方... 针对生产线中码垛机器人的柔性化程度及精度较低的问题,提出一种基于膜计算优化粒子群算法(Membrane Computing Optimization Particle Swarm Optimization Algorithm,MC-PSO)的分数阶PI^(λ)D^(μ)参数自整定码垛机器人关节最优控制方法。采用RBF神经网络对码垛机器人的系统模型进行辨识,构建一个能够精确反映系统动态特性的模型;采用单层膜结构模型对粒子群算法进行优化设计,得到膜计算优化粒子群算法,将分数阶PI^(λ)D^(μ)的五个控制参数编码成MC-PSO算法优化的对象,经过算法运行处理后得到优化值;最后进行了仿真实验,并与模糊PID相比较,实验数据表明:在两次不同规格的码垛实验中,这里所提方法各关节均方根误差平均分别减少了10.61%和9.86%,验证了本算法在控制精度及鲁棒性方面的有效性。 展开更多

关键词 码垛机器人 RBF神经网络 膜计算 粒子群算法 PIλDμ控制器

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LwFEN:一种无监督行人再识别的轻量特征提取网络

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作者 高顺强 王智文 白云 《计算机工程与科学》 北大核心 2025年第9期1619-1627,共9页

针对无监督行人再识别模型计算成本高、模型参数量大的问题,提出一种无监督行人再识别的轻量化特征提取网络。首先,重新设计Ghost Bottleneck,实现模型参数量的压缩,并将ECA注意力模块嵌入到轻量级骨干网络中以提高性能,加强网络的特征... 针对无监督行人再识别模型计算成本高、模型参数量大的问题,提出一种无监督行人再识别的轻量化特征提取网络。首先,重新设计Ghost Bottleneck,实现模型参数量的压缩,并将ECA注意力模块嵌入到轻量级骨干网络中以提高性能,加强网络的特征提取能力,解决因轻量化而导致的特征丢失问题。其次,引入了集群级动态内存字典和动量更新策略,解决无监督聚类特征的嵌入,有助于缓解特征不一致问题。最后,在数据集LUPerson上进行预训练。在常用的Market-1501,MSMT17和PersonX等公共数据集上开展了大量实验验证。与PPLR,Cluster Contrast和RTMem等方法训练的模型的比较结果表明,LwFEN使模型的参数量下降了24.3%,计算量(以FLOPs衡量)下降了28.12%,并将模型的mAP提升至83.4%。 展开更多

关键词 轻量级网络 无监督行人再识别 动态内存字典 动量更新

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基于GPI算法力矩反馈的采摘机器人抓取力柔顺控制方法

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作者 姚江云 王宽田 +1 位作者 覃溪 梁世华 《机电工程》 北大核心 2025年第7期1301-1308,共8页

采摘机器人抓取空间轨迹复杂,导致了抓取力柔顺控制及轨迹规划具有很大的非线性特征。针对这一问题,提出了一种基于广义策略迭代(GPI)算法力矩反馈下的采摘机器人抓取力柔顺控制方法。首先,考虑了采摘机器人动力学模型的动态补偿惯性力... 采摘机器人抓取空间轨迹复杂,导致了抓取力柔顺控制及轨迹规划具有很大的非线性特征。针对这一问题,提出了一种基于广义策略迭代(GPI)算法力矩反馈下的采摘机器人抓取力柔顺控制方法。首先,考虑了采摘机器人动力学模型的动态补偿惯性力、重力、抓取力的联合作用,建立了机器人力学模型;其次,采用反馈控制器、内环力控制器联合控制方法设计了力矩反馈算法,采用GPI算法对机器人柔性力矩反馈控制过程进行了寻优计算;然后,采用逆运动学解析和运动任务规划的方法,建立了力矩反馈下抓取力柔顺控制规划补偿算法,采用模型前馈补偿提高了力矩柔性控制能力;最后,搭建了实验平台,对力矩反馈及轨迹跟踪性能进行了测试,并对实验结果进行了分析。研究结果表明:相比于其他方法,GPI力矩反馈方法在3个支链上的力矩误差平均减小了9.51%、6.82%和4.46%,在采摘自由空间运动位置的跟踪精度分别提升了24.12%和42.86%,提高了机器人抓取力的柔顺控制和轨迹跟踪精度。 展开更多

关键词 机械臂 广义策略迭代 力矩反馈控制模型 抓取力 柔顺控制补偿算法

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基于机器学习的白关丝瓜分级研究

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作者 熊英豪 张红燕 +1 位作者 熊胜蓝 贺清 《数字农业与智能农机》 2025年第4期29-36,共8页

白关丝瓜是株洲地区唯一获得国标“双认证”的蔬菜类产品,其品质分级对于市场销售和产业发展具有关键意义。探讨如何利用机器视觉处理白关丝瓜图像,以便进一步实现等级划分。通过采集并处理外观图像得到形状特征,采用机器学习算法构建... 白关丝瓜是株洲地区唯一获得国标“双认证”的蔬菜类产品,其品质分级对于市场销售和产业发展具有关键意义。探讨如何利用机器视觉处理白关丝瓜图像,以便进一步实现等级划分。通过采集并处理外观图像得到形状特征,采用机器学习算法构建分级模型,提出一种根据白关丝瓜图像的矩形度和圆形度的组合来确定白关丝瓜批次形状的方法。对获取的白关丝瓜样本进行训练和测试来不断优化模型参数,以提高其分级性能,剔除符合不同标准的白关丝瓜。实验结果表明,基于机器学习的分级方法能有效区分不同等级的白关丝瓜,准确率达到93%以上,相较于人工分级方法,具有更高的准确性和稳定性。 展开更多

关键词 机器学习 白关丝瓜 分级检测 图像处理 目标检测

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基于SVM的液压机械驱动齿轮组故障诊断研究 被引量：2

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作者 王宽田 姚江云 +1 位作者 唐永忠 梁世华 《电子测量技术》 北大核心 2024年第13期10-17,共8页

针对液压机械驱动齿轮组故障诊断结果精准度不佳、可靠性差等问题,本文提出基于SVM的液压机械驱动齿轮组故障诊断研究。采集了液压机械驱动齿轮组振动信号,构建液压机械驱动齿轮组故障信号分离模型;运用低秩算法分离液压机械驱动齿轮箱... 针对液压机械驱动齿轮组故障诊断结果精准度不佳、可靠性差等问题,本文提出基于SVM的液压机械驱动齿轮组故障诊断研究。采集了液压机械驱动齿轮组振动信号,构建液压机械驱动齿轮组故障信号分离模型;运用低秩算法分离液压机械驱动齿轮箱振源信号,设计齿轮组故障信号约束条件,完成液压机械驱动齿轮组分类;根据分类结果,采用SDAE模型提取液压机械驱动齿轮组故障特征,并将提取结果输入到支持向量机内训练,其最终输出结果就是最佳诊断结果,实现基于SVM的液压机械驱动齿轮组故障诊断研究。实验结果表明,通过对该方法开展故障检测及故障诊断测试,本文方法下分类错误率不超过3.5%,验证了该方法的可行性高。 展开更多

关键词 SVM 液压机械驱动齿轮组 故障分类 SDAE模型 信号分离

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基于膜计算的搬运机器人轨迹规划和模型预测控制

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作者 姚江云 王宽田 《现代制造工程》 CSCD 北大核心 2024年第10期82-89,共8页

针对复杂环境下搬运机器人存在轨迹规划效率低、跟踪控制误差较大及系统不稳定的问题,提出基于膜计算及模型预测的搬运机器人轨迹优化控制方法。首先,针对传统动态窗口算法在速度采样空间中采用均匀等分的方式进行采样,导致轨迹规划效... 针对复杂环境下搬运机器人存在轨迹规划效率低、跟踪控制误差较大及系统不稳定的问题,提出基于膜计算及模型预测的搬运机器人轨迹优化控制方法。首先,针对传统动态窗口算法在速度采样空间中采用均匀等分的方式进行采样,导致轨迹规划效率低的问题,设计了一种基于膜计算粒子群算法改进的搬运机器人动态窗口算法。借助粒子群的随机性和膜计算的分布式并行计算能力对传统动态窗口算法进行优化设计,不断迭代得到最优路径;其次,针对搬运机器人系统模型的非线性特点,采用线性模型预测控制方法完成轨迹跟踪,通过构建预测模型、设定目标函数及设计积分器来完成高精度轨迹跟踪。实验结果表明,在稀疏障碍物和复杂障碍物2种实验场景中,改进后的算法在路径长度、时间及步数上平均减少了15.07%、6.72%、7.68%,且所提的模型预测控制方法在跟踪精度、系统鲁棒性方面都具有一定的优势。 展开更多

关键词 搬运机器人 膜计算 粒子群算法 动态窗口算法 模型预测控制

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基于改进T-S模糊模型的弧焊机器人轨迹实时跟踪

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作者 姚江云 王宽田 +1 位作者 李旺昆 梁世华 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2024年第9期147-152,共6页

针对弧焊机器人在实际作业中受到诸多不确定因素的影响,导致弧焊机器人焊接轨迹偏离预期轨迹的问题,提出一种基于改进T-S(Takagi-Sugeno)模糊模型的弧焊机器人轨迹实时跟踪方法。采用图像识别技术识别并定位焊缝,通过坐标转换,确定焊缝... 针对弧焊机器人在实际作业中受到诸多不确定因素的影响,导致弧焊机器人焊接轨迹偏离预期轨迹的问题,提出一种基于改进T-S(Takagi-Sugeno)模糊模型的弧焊机器人轨迹实时跟踪方法。采用图像识别技术识别并定位焊缝,通过坐标转换,确定焊缝中心线在机器人坐标系中的位置坐标。利用蚁群算法根据焊缝中心线在机器人坐标系中的坐标,搜索从起始位置到目标位置的最优焊接路径。设计了一种改进区间二型T-S模糊模型,通过视觉传感器实时获取新的焊缝信息,计算轨迹误差,以此为输入,利用改进T-S模糊模型对机器人的运动轨迹进行实时调整。实验结果表明,采用改进T-S模糊模型后,机器人轨迹跟踪离散度均降至1 mm以下,弧焊机器人轨迹与预期轨迹高度重合,比传统方法跟踪离散度大大降低。 展开更多

关键词 改进T-S模糊模型 弧焊机器人 焊缝识别与定位 轨迹规划 轨迹实时跟踪方法

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非结构环境下移动机器人定位研究综述 被引量：6

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作者 王一波 柳建 《机床与液压》 北大核心 2021年第8期176-181,共6页

从移动机器人在非结构环境下应用定位需求出发,系统梳理了移动机器人定位研究发展历史,划分为经验积累、理论框架形成和应用研究突破3个阶段。指出了推动移动机器人定位技术发展的3个主要矛盾,比较并总结了用于解决关键问题的算法的优缺... 从移动机器人在非结构环境下应用定位需求出发,系统梳理了移动机器人定位研究发展历史,划分为经验积累、理论框架形成和应用研究突破3个阶段。指出了推动移动机器人定位技术发展的3个主要矛盾,比较并总结了用于解决关键问题的算法的优缺点,展望了基于视觉的移动机器人定位的重点研究方向。 展开更多

关键词 移动机器人 定位 视觉SLAM

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船舶通信网络安全风险评估云计算平台设计 被引量：4

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作者 胡艳华 崔亚楠 +1 位作者 韦灵 倪志平 《舰船科学技术》 北大核心 2023年第11期139-142,共4页

以解决船舶通信网络安全风险评估问题,保障船舶通信网络安全为目的,设计船舶通信网络安全风险评估的云计算平台。从数据源内采集船舶通信网络相关数据并分别存储在不同类型数据库内,数据挖掘分析层分析所采集数据,构建由物理、软件、网... 以解决船舶通信网络安全风险评估问题,保障船舶通信网络安全为目的,设计船舶通信网络安全风险评估的云计算平台。从数据源内采集船舶通信网络相关数据并分别存储在不同类型数据库内,数据挖掘分析层分析所采集数据,构建由物理、软件、网络安全管理组成的船舶通信网络安全风险评估指标体系,利用风险评估模型获取船舶通信网络安全风险评估结果。船舶通信网络组件服务层将评估结果等以组件形式传输至船舶通信网络应用展示层内,向用户提供可视化结果查询等功能。实验结果显示,该平台能够准确评估船舶通信网络安全风险等级,保障船舶通信网络安全。 展开更多

关键词 船舶通信网络 风险评估 云计算平台 数据采集 指标体系构建 评估模型

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基于CsPbI_(3)的全无机钙钛矿太阳电池数值分析 被引量：1

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作者 梁伟鄯 谢友慧 +1 位作者 王一波 宁维莲 《电源技术》 CAS 北大核心 2022年第5期552-555,共4页

有机-无机杂化钙钛矿太阳电池光稳定性、热稳定性较差,且传统的电子传输层TiO_(2)需要高温制备,不利于制备柔性较好的电池器件。基于SCAPS设计以CsPbI_(3)为吸收层的全无机钙钛矿太阳电池,其结构为:FTO/ETL/CsPbI_(3)/spiro-OMeTAD/Au... 有机-无机杂化钙钛矿太阳电池光稳定性、热稳定性较差,且传统的电子传输层TiO_(2)需要高温制备,不利于制备柔性较好的电池器件。基于SCAPS设计以CsPbI_(3)为吸收层的全无机钙钛矿太阳电池,其结构为:FTO/ETL/CsPbI_(3)/spiro-OMeTAD/Au。分别以TiO_(2)、CdS及IGZO作为电子传输层进行分析,通过数值仿真结果可知,IGZO作为电子传输层可获得更好的性能。探讨了CsPbI_(3)吸收层厚度、缺陷态密度、掺杂浓度以及IGZO厚度和掺杂浓度对电池性能的影响,当CsPbI_(3)吸收层厚度为600 nm,缺陷态密度为10^(10) cm^(-3),掺杂浓度为10^(19) cm^(-3),而IGZO厚度和掺杂浓度分别为30 nm和10^(21) cm^(-3)时,电池输出特性为:V_(oc)=1.56 V,J_(sc)=20.08 mA/cm^(2),FF=81.21%,h_(PCE)=25.45%。为新型、高效全无机钙钛矿太阳电池的设计提供一定的指导思路。 展开更多

关键词 钙钛矿太阳电池 电子传输层 数值仿真 厚度 缺陷态密度

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基于改进ResNet50的马铃薯叶片病害识别

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作者 张载晖 王一波 +1 位作者 龙结伟 刘海鹏 《农业与技术》 2025年第21期43-49,共7页

马铃薯作为我国最重要的农作物之一,其生长过程中的病害会直接影响其结果率。针对马铃薯叶片病害识别率不高和病症难以判断、特征提取不充分等问题。本文基于ResNet50提出了一种改进该模型的病害识别方法。在残差模块中引入Squeeze-and-... 马铃薯作为我国最重要的农作物之一,其生长过程中的病害会直接影响其结果率。针对马铃薯叶片病害识别率不高和病症难以判断、特征提取不充分等问题。本文基于ResNet50提出了一种改进该模型的病害识别方法。在残差模块中引入Squeeze-and-Excitation注意力机制,通过在网络架构中引入SE注意力模块,增强通道间的交互,使每一层都能动态调整通道权重;针对病害图像深层特征难提取的问题,采用多层小卷积核策略增强特征提取能力,并改进主干网络中Layer4的下采样块,添加平均池化层用于减少浅层特征信息丢失。SCD_ResNet50在公开数据集PlantVillage上进行实验,与ResNet50、AlexNet和VGG16等经典模型作对比。实验表明,残差结构改进后的模型参数量仅提升了3.19%,而模型准确率提升了4.93百分点,达到了98.18%,F 1分数提高了5百分点,召回率提高了5.09百分点,精确率提高了4.82百分点。该模型不仅能准确识别马铃薯叶片病害,而且具有出色的泛化能力,对农业病害智能诊断提供了有效解决方案。 展开更多

关键词 ResNet50 注意力机制 深度学习 分类训练 特征提取

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