仿生机器鱼信息处理和控制研究

来源 :中国科学院自动化研究所 | 被引量 : 0次 | 上传用户:tinnagirl
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
仿生机器鱼作为一种新型水下潜器,具有广阔的应用前景,本文主要针对仿生机器鱼的信息处理和控制展开研究,从底层控制、高层规划、协调作业到水下传感网络系统节点设计等不同层次研究仿生机器鱼控制、信息处理与未来应用等问题,文中主要给出了以下一些研究结果:   本文首先对仿生机器鱼的应用背景和研究意义进行了介绍,综述了国内外在鱼类推进机理、仿生机器鱼研制以及控制方面的研究现状,介绍了本文的选题背景和主要研究内容。   第二,研究了机器鱼的底层反应式自主避障功能,给出了集成超声和红外传感器的仿生机器鱼系统设计方案,提出了一种基于增强式学习的仿生机器鱼自主避障策略,给出了状态集和行为集,采用当场奖励和延时奖励相结合的方法,通过学习获得了有效的状态一行为组合。   第三,在恒定阈值分割方法的基础上,提出了一种自适应阈值图像分割方法,改善了基于固定阈值的图像分割算法不能适应环境光照变化的问题,并应用此方法来进行仿生机器鱼的视觉信息处理。   第四,基于视觉获取的姿态反馈信息,提出了一种基于Bezier曲线的路径生成和运动控制算法,从机器鱼的当前状态到期望目标状态规划出一条平滑的Bezier曲线,然后将该曲线路径离散化为多个点,通过方向控制、速度控制实现机器鱼沿规划路径运动,并在机器鱼完成射门任务的实验中验证了该算法的有效性。   第五,提出了一种多机器鱼协作进行目标搜索的算法。结合在一定范围内搜索热源的任务,基于多机器鱼编队技术,给出了机器鱼队形形成算法和目标搜索算法。   第六,提出了一种以机器鱼为节点的移动传感器网络体系结构,并初步实现了由机器鱼子系统、通讯子系统和地面控制台三部分组成的水下监控系统。   最后,对所开展的工作进行了总结,并指出了需要进一步研究的工作。
其他文献
在信息技术与计算机科学迅速发展的今天,人们追求个性化,娱乐化,简单快捷的技术应用。声音转换或声音个性化技术就是这样一种能给人们带来全新体验的技术,它是当前语音技术研究的
永磁同步伺服电动机具有高速度、高效率和高可靠性等优点,同时还具有低噪音和低成本以及长寿命等特点。近年来,随着新材料的发展,永磁同步电动机得到了迅速发展,并得到了广泛
随着计算机的发展,数控技术也日新月异。基于PC的开放式数控系统可以充分利用PC机丰富的软硬件资源和适于PC机的各种先进技术,已经成为数控技术的发展趋势和潮流。 本课题
金融票据识别系统是当前文档分析与识别系统中的一个热点问题,包含票据分类、图像处理、字符切分与识别、以及文档图像压缩等一系列过程。本文对金融票据识别系统的多个方面进
石油加工过程具有参数多、随机干扰严重、非线性强、滞后大及时变性强等特点,难以建立精确的数学模型,而关键的油品质量及成份等参数无法在线监测,是一类典型的复杂工业过程。本
近年来,随着全球经济和信息技术的不断发展,安全问题日益突出,越来越多的领域需要可靠的身份识别。生物特征识别技术为此提供了一种解决方案,而指纹识别技术是其中的最佳选择之一
字符识别的研究近年来取得重要进展,目前字符识别方法可以很好地处理背景干净、清晰的字符图像,但对于复杂背景下的、低质量图象的退化字符识别并未获得满意的解决方法。日前有
小功率单相交流异步电动机是指功率在25W~1.1KW的交流单相异步电动机。由于其价格低廉、性能可靠、因此经常在纺织机械、印刷机械、注塑机械、小型电动器械、检测装置中见到它
现有的受蚂蚁种群行为启发而产生的优化算法,大多都是基于随机搜索机制的非确定性的概率理论发展而来的。但是近年来生物学家Cole发现整个蚁群行为是一种周期行为,然而单个蚂
我国目前正在建造的世界上最大规模、总投资达2.35亿人民币的大型天文观测仪器“大天区面积多目标光纤光谱望远镜”(LAMOST),是一架横卧于南北方向的中星仪式反射施密特望远镜