Real-time 3D Outdoor Environment Modeling for Mobile Robot with a Laser Scanner

针对室外非结构化3D环境,研究了基于激光扫描的移动机器人实时地形建模问题.考虑了建模过程中可能存在的多源不确定性误差,将其建模为零均值高斯噪声,由此建立多级坐标变换矩阵将激光扫描数据转化为全局坐标系中的概率化高程估计,并根据置信区间将得到的高程估计关联至多个地形网格,在此基础上对关联网格内分配的高程估计进行概率融合,实现了局部高程地图的更新.此外,采用局部窗口检测方法对地形遮挡问题进行了处理,并同时解决了室外环境下移动机器人的3D定位问题.实验结果表明了该算法的实时性和有效性

Active-modeling-based fault tolerant adaptive control for autonomous mobile robot

针对非线性自主移动机器人可能发生的驱动器故障,提出了一种新的自适应容错控制方法,即基于主动建模的逆动力学控制(IDC)方法.无色卡尔曼滤波(UKF)非线性估计方法用于对系统进行主动建模--状态和故障参数的在线联合估计,含有可调参数的逆动力学控制器用于根据UKF的估计结果进行控制策略的重构.仿真实验证明,具有主动建模的控制器能够有效地补偿系统的驱动器故障,使故障后的系统仍具有令人满意的性能

基于分布式光纤振动传感的海缆锚害故障检测

为了利用分布式光纤振动传感技术进行光纤复合海底电缆（简称为海缆）锚害故障检测,开展了海缆运行现场的锚害试验。用550吨的货船和1 000kg的船锚模拟了锚砸和拖曳事件,用基于相位敏感光时域反射计（Ф-OTDR）技术的分布式光纤振动传感设备对3.3km三芯海缆内的光纤进行了实时监测,获得了海面平静、锚砸和船锚拖曳3种情况下,光纤振动信号的能量和快速傅里叶变换幅度谱在时间和空间上的分布数据,并对其进行了分析。结果表明,海面平静时能量和幅度都很小,锚砸时能量和幅度会产生短时上升且频率成分丰富,船锚拖曳时能产生较长时间的能量和幅度上升,但频率成分较锚砸少。分布式光纤振动传感技术可有效检测锚害故障

UKF based estimation and tracking control of nonholonomic mobile robots with slipping

A kinematic model of tracked vehicles is established in this paper, in which both longitudinal and lateral slipping is considered and processed as three time-varying parameters. Unscented Kalman filter is then introduced to real time estimate the pose and slipping parameters jointly. A stable tracking control law for this nonholonomic system is proposed and the asymptotic stability is guaranteed by Lyapunov theory. Simulation results show the efficiency and robustness of the proposed method