源定位已成為國(guó)內(nèi)外研究的熱點(diǎn)問(wèn)題,為了在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下研究移動(dòng)機(jī)器人的趨光性,對(duì)源定位理論方法進(jìn)行了研究,設(shè)計(jì)了地面移動(dòng)機(jī)器人光源定位平臺(tái),通過(guò)該平臺(tái)來(lái)驗(yàn)證趨光理論的可行性;首先,利用對(duì)角線控制策略和梯度自適應(yīng)極值搜索算法分別進(jìn)行趨光實(shí)驗(yàn),完成移動(dòng)機(jī)器人對(duì)光源的定位;其次,使用MeanShift目標(biāo)跟蹤算法跟蹤移動(dòng)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)軌跡;最后,繪制出光源強(qiáng)度分布等值線并分析了移動(dòng)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)軌跡;相比于對(duì)角線控制策略,梯度自適應(yīng)極值搜索算法根據(jù)當(dāng)前區(qū)域梯度值自適應(yīng)調(diào)整反饋增益參數(shù),提高了源定位效率,并在光源定位平臺(tái)驗(yàn)證了該算法的有效性和穩(wěn)定性。 

【文章來(lái)源】：計(jì)算機(jī)測(cè)量與控制. 2019,27(06)

【文章頁(yè)數(shù)】：6 頁(yè)

【部分圖文】：

圖３實(shí)驗(yàn)硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖及移動(dòng)機(jī)器人２．２軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要體現(xiàn)在光強(qiáng)信息采集模塊該模塊

趨光實(shí)驗(yàn)在配備有偽ＧＰＳ相機(jī)的實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下，利用梯度自適應(yīng)極值搜索算法進(jìn)行移動(dòng)機(jī)器人的趨光性實(shí)驗(yàn)。在黑色區(qū)域內(nèi)建立７×７的正方形網(wǎng)格地圖，光源固定在平臺(tái)一角的空白區(qū)域，為更好地驗(yàn)證梯度自適應(yīng)極值搜索算法在光源定位平臺(tái)的有效性，將移動(dòng)機(jī)器人放置在與光源相對(duì)的區(qū)域，隨機(jī)給定機(jī)器人一個(gè)位置坐標(biāo)，并設(shè)置機(jī)器人的初始方向，記錄該起始位置的坐標(biāo)信息和光強(qiáng)度信息。同時(shí)為了避免外界光源及人為因素的干擾，實(shí)驗(yàn)需要在僅有ＬＥＤ光源的情況下進(jìn)行。圖５中分別為兩種搜索方法的趨光性進(jìn)展，相同地，在初始狀態(tài)下，移動(dòng)機(jī)器人未接通電源，處于靜止?fàn)顟B(tài)。在運(yùn)動(dòng)中期，通過(guò)對(duì)光照強(qiáng)度的實(shí)時(shí)檢測(cè)并做出決策，移動(dòng)機(jī)器人開(kāi)始向著梯度較大的方向移動(dòng)，但是并未朝著光源作直線運(yùn)動(dòng)。在運(yùn)動(dòng)末期，由于在光源附近光照強(qiáng)度的波動(dòng)較小，基本維持在一定的范圍內(nèi)，所以移動(dòng)機(jī)器人按著近似于直線運(yùn)動(dòng)向光源移動(dòng)。此時(shí)梯度減小，收斂速度相比于運(yùn)動(dòng)中期時(shí)的收斂速度慢，但是基本可以確定光源所在位置，使得移動(dòng)機(jī)器人移動(dòng)至光源附近。圖５移動(dòng)機(jī)器人趨光性實(shí)驗(yàn)３．２運(yùn)動(dòng)軌跡及等值線的仿真３．２．１目標(biāo)跟蹤本文在Ｍａｔｌａｂ中利用ＭｅａｎＳｈｉｆｔ算法來(lái)跟蹤移動(dòng)機(jī)器人的軌跡，圖中左上角為ＬＥＤ光源位置，移動(dòng)機(jī)器人從右下角開(kāi)始搜索。首先獲取視頻幀圖像，通過(guò)人工標(biāo)定的方法選取移動(dòng)機(jī)器人作為目標(biāo)區(qū)域，確定中心點(diǎn)的坐標(biāo)（ｘ０，ｙ０）。若不是視頻初始幀，則以上一幀圖像中心位置為當(dāng)前幀目標(biāo)的迭代位置來(lái)構(gòu)建候選模型。然后計(jì)算

?????????????????????????飛行試驗(yàn)綜合安全監(jiān)控技術(shù)·１０３·３綜合安全監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)建為保證目前飛行試驗(yàn)的安全性，在飛行試驗(yàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控架構(gòu)［６］基礎(chǔ)上，整合原有資源，采用綜合安全監(jiān)控技術(shù)，建立了一個(gè)綜合安全監(jiān)控系統(tǒng)。通過(guò)對(duì)遙測(cè)前端傳來(lái)的遙測(cè)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)處理、分析與顯示，該系統(tǒng)具備遙測(cè)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)處理、試飛安全實(shí)時(shí)監(jiān)控、試飛任務(wù)準(zhǔn)實(shí)時(shí)評(píng)估、應(yīng)急輔助決策等功能。該綜合安全監(jiān)控系統(tǒng)可應(yīng)用于飛行試驗(yàn)遙測(cè)監(jiān)控任務(wù)中，圖５為某型機(jī)的故障清單示意圖，將該機(jī)的故障分為４類，分別用不同的文字顏色進(jìn)行區(qū)分，當(dāng)發(fā)生嚴(yán)重故障和重要故障時(shí)，監(jiān)控軟件會(huì)進(jìn)行語(yǔ)音告警，系統(tǒng)根據(jù)獲取到的故障信息，加以分析后，會(huì)彈出相應(yīng)的處置決策提供給指揮員和試飛工程師，以便輔助飛行員快速相應(yīng)，完成故障處理。圖６為飛控穩(wěn)定裕度準(zhǔn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理軟件界面示意圖。在動(dòng)作完成以后，飛控穩(wěn)定裕度科目分析模塊迅速進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，將閉環(huán)時(shí)域響應(yīng)圖以及ＢＯＤＥ圖，提供給試飛工程師，得到本次動(dòng)作的完成情況，這對(duì)試飛工程師進(jìn)圖５故障清單示意圖圖６飛控穩(wěn)定裕度準(zhǔn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理軟件界面示意圖行后續(xù)飛行動(dòng)的開(kāi)展指揮具有指導(dǎo)作用。４結(jié)語(yǔ)基于上述技術(shù)開(kāi)發(fā)的綜合安全監(jiān)控軟件已經(jīng)成功地應(yīng)用在了飛行試驗(yàn)實(shí)時(shí)安全監(jiān)控系統(tǒng)中，在多個(gè)型號(hào)飛機(jī)的試驗(yàn)試飛任務(wù)中，通過(guò)以告警燈、語(yǔ)音告警、故障清單和圖形化等豐富的告警形式從視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)全方位、立體地、快速準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)故障，與安全相關(guān)的科目試飛，可以在１分鐘內(nèi)獲得評(píng)估結(jié)

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]一種基于MeanShift算法的目標(biāo)跟蹤系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]. 沈豪,莊建軍,鄭茜穎,吳建耀.  電子測(cè)量技術(shù). 2018(14)
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本文編號(hào)：3211355