基于机器视觉的驾驶员注意力状态监测技术研究

在将头部朝向近似为视线方向的前提下,研究了驾驶员头部朝向角度与注意力分散之间的关系;提出了头部朝向偏离路面的持续时间和时间比例两个注意力分散指标,建立了基于驾驶员面部特征点(如眼睛,鼻孔)的模型以进行头部朝向角度的估算和注意力分散程度的判别.实验结果表明,对驾驶员面部朝向角度的估计精度达到了较高水平,对注意力分散的检测也达到了较高的准确率.     

驾驶机器人车辆动态制动力矩补偿

为了减小长期自动驾驶过程中制动性能下降带来的影响,提出了一种驾驶机器人车辆动态制动力矩补偿方法。首先建立了以车速和制动踏板力为输入,制动力矩为输出的驾驶机器人车辆制动性能离线自学习模型。然后考虑到驾驶机器人车辆长期自动驾驶导致离线自学习模型可靠性下降,建立了以车速和制动踏板力为输入,制动力矩为输出的扩展自回归在线辨识模型,并采用模糊变遗忘因子递推最小二乘法进行参数辨识。模糊变遗忘因子递推最小二乘法通过引入遗忘因子的方式,对数据施加时变加权系数,以避免出现数据增长导致的数据饱和现象。模糊变遗忘因子控制器以制动力矩辨识误差为输入,经模糊规则推理实时输出合适的遗忘因子进行参数辨识,能够有效均衡驾驶机器人车辆制动性能参数辨识的稳定性与收敛速度。驾驶机器人车辆自动驾驶过程中,根据当前车速与目标车速的大小计算出所需的制动力矩,加上反馈回来的制动力矩误差,并结合当前时刻的车速,利用制动性能离线自学习模型与机械腿逆向运动学模型实时计算出制动电机输出位移量,实现对驾驶机器人车辆制动力矩的在线补偿。仿真与试验结果表明:利用所提出的方法对车辆动态制动力矩进行辨识时,通过调节遗忘因子,辨识结果能够快速收敛且辨识误差较小。在此基础上,控制驾驶机器人车辆进行纵向车速跟踪时,能够有效减小制动性能下降造成的影响,保证控制车速跟踪误差在±1km·h-1之内。     

水下软体机械臂的设计及控制分析

针对机械臂在水下的复杂工作环境以及目前水下机械臂应用的受限性,提出一种线驱动软体机械臂,采用刚柔耦合的结构,利用电机驱动2根绳索,减少驱动单元,降低能耗,提高了机械臂的柔顺性,使其能够更好地适应水下复杂的工作环境和作业需求。同时,采用经典的Denavit-Hartenberg(D-H)建模思想结合克赛拉特杆理论(Cosserat rod theory)对其进行运动学分析。在现有软体机械臂控制方法上,设计试验平台,采用尖顶从动的控制方式检测误差并进行分析,验证了重力因素对软体机械臂控制精度的影响,为软体机械臂在水下应用的控制策略提供参考。     

用于船舶尾气锅炉烟道清理的机器人设计与受力分析

针对船舶尾气锅炉烟道清理任务重、作业危险等问题,根据特殊需求设计了一种新型管道清理机器人,用来替代人工清理附着在烟道内壁的灰渣。所设计的机器人采用“气动+电动”方式分别为运动和作业提供动力,由直线气缸、三爪气缸、电机、钢刷等部分组成,工作时通过控制气缸和其他传动机构以实现蠕动式移动和清理作业。本文对机器人的运动特性进行研究,最后通过计算机仿真验证了机器人运动学分析的正确性,为了机器人工程样机的研制奠定了理论基础。     

船壁清洗水下机器入水动力分析与试验研究

为更加高效地清理船舶外壁生物附着层,提高船舶运行的速度并降低能耗,研发出一种新型船舶清洗水下机器人,并对机器人的动力学方程进行简单分析。采用Fluent软件对机器人进行直航、下潜及横移3种状态下的阻力分析,通过曲线拟合得到速度与阻力之间的关系,验证其满足设计要求。对机器人在3种不同方向航行状态下的压力流场分布结构进行研究,结果显示3种状态下最大受力面上的阻力大小分布比较均匀,验证了机器人运动的可靠性。电路设计部分采用一种总线型分布式控制系统以及基于CAN总线的在线编程,实时性好。最终结果显示,水池试验结果与预期效果一致。     

一种船用服务机器人的轨迹跟踪控制

基于旅游类舰船的消费需求不断增加和机器人产业的逐渐普及,设计一种应用于游轮上的船用服务机器人。面对船舶复杂的工作环境等特点,该机器人位置跟踪和姿态跟踪控制显得尤为关键。首先根据驱动原理建立运动学模型,其次借鉴Backstepping方法设计虚拟控制的虚拟反馈,并结合Lyapunov函数构造出具有全局渐近稳定的轨迹跟踪控制器。最后并通过仿真实验证明该法具有稳定性好、响应时间短和稳态误差较小的优点,对机器人技术应用于船舶方向的研究产生了一定的积极影响。     

基于高频高精度定位信息的车辆轮廓冲突瞬时预测方法

车辆避撞预警系统是高级驾驶辅助系统（ADAS）研究的关键内容,也是降低道路事故率的有效途径。目前,车辆避撞预警的一般实施途径是通过在车辆上布设多元传感设备进行相对间距检测,并通过智能算法对碰撞条件进行判断。但由于该方法存在传感设备成本高昂、受环境噪声影响大等缺点,应用条件仅局限于单车智能。基于此,在卫星导航、车路协同技术快速发展的背景下,提出一种依托北斗高精度定位技术,利用车载终端获取高频（5 Hz）、高精度（厘米级）车辆定位数据进行车辆避撞预警的方法,该方法立足车路协同角度,构建包括路侧北斗连续运行参考站系统、车路通信系统、车载定位预警终端的车辆避撞预警体系,并建立基于实时位置信息的车辆轮廓冲突瞬时预测模型。为验证模型可靠性,设计动、静态试验对定位精度进行验证,并在西安绕城高速约7 km试验路段开展3次实车试验,共采集约6 000个有效样本数据对轨迹预测精度进行评估。研究结果表明：静态条件下,用于评价定位精度的圆概率误差C_EP50,C_EP95分别为1.51,3.24 cm;行车速度为80~100 km·h^-1条件下,通过2 317组数据对比分析,采用车载定位设备与成熟产品天宝接收机（亚米级精度）获取的定位数据的误差均值为1 cm,标准差为1.38 cm;行车速度为80~100 km·h^-1条件下,定位数据的真实值与预测值的横向误差标准差可达厘米级,纵向误差标准差可达分米级,该级别精度可满足车辆避撞短临预警要求。     

网络遥操作机器人系统视频传输及同步技术

研制了一种新颖的应用于网络遥操作机器人系统的网络视频流传输系统,该系统基于C/S模型并采用MPEG4视频编码器对图像进行编解码,实现了机器人现场视频的实时采集、编码、传输和播放。此外,对网络遥操作机器人系统的视频、音频和力信息的传输同步问题展开了研究。实验证明所研制的系统不仅能保证机器人现场图像传输的实时性,而且能较好地实现多信息的同步。     

查询重写在查询优化中的应用

查询优化是数据库系统设计和实现所采用的一项重要技术,也是影响数据库系统性能的一个关键因素。针对用户对查询效率要求较高的特点,对SQL查询语句具体的执行过程进行了深入地探讨,并以大连市公安局实际项目——刑事审讯辅助决策支持系统为研究背景,通过建立实视图的方法,对查询进行了重写,切实地提高了数据的查询效率。     

先进驾驶辅助系统的发展现状和趋势

简要介绍先进驾驶辅助系统的概念和组成架构,详细阐述夜视系统、主动巡航控制系统、电子稳定程序、随动转向前照灯、车道偏离报警、防碰撞技术、盲点辅助技术和泊车辅助技术的组成原理以及目前的应用情况,探讨先进驾驶辅助系统的发展前景。