实验室简介

发布时间:2015-03-19     访问次数:

常州市特种机器人及智能技术实验室

一、实验室概况

常州市特种机器人及智能技术重点实验室批建于2013年 ,现挂靠于河海大学常州校区。目前,实验室建有水下构筑物探测机器人技术研究室复杂环境下移动机器人技术研究室社会机器人及其认知技术研究室,主要开展ROV控制模型及其算法、声纳图像降噪与超分辨处理技术、地形适应性移动系统机构设计、非结构化典型特征地形下的行进机理及其控制策略、服务机器人认知计算与人机互动等方面的研究。实验室现有人员21人,其中高级职称人员16人,具有博士学位15人。

二、研究方向与研究内容

实验室研究方向:

(一)、方向一:水下构筑物探测机器人关键技术研究与应用。

主要研究内容:

1、ROV形体结构的设计

开架式结构开放性好,但受力面复杂,易受水流干扰。结构设计是研究成败的关键。

2、ROV控制模型及实现算法

浅水环境水流情况复杂,加上ROV脐带缆以及清刷装置作业时带来的扰动,使得ROV的运动和姿态控制非常困难,因此必须通过理论、试验分析建立ROV的控制模型,还要兼顾控制实时性设计适合的实现算法。

3、声纳图像降噪与超分辨处理技术。

(1)针对声纳成像斑点噪声突出、分辨率较低的特点,重点研究声纳图像降噪与超分辨处理技术;

(2)针对水下光学成像后向散射突出、图像对比度较低的特点,重点研究水下光学图像的对比度增强技术;

(3)探索多源异构图像的融合技术及三维重建技术;

(4)根据不同区域的纹理特性,结合支持向量机与神经网络,实现目标的分割、分类与识别。

(二)、方向二:移动机器人

主要研究内容:

1、结合行业特色,面向工程应用,重点研究地形适应性移动系统机构设计、非结构化环境下移动机器人运动学、动力学和环境建模、行进机理及其控制策略等问题,实现

其自主规划、自主运行。

2、以住宅为平台,利用网络通信、自动控制、计算机等技术,研究家用清洁机器人机械结构、电源与驱动、环境感知和信息融合等问题,实现清洁机器人与智能家居系统平台的有机融合,提高其效率与安全性。

(三)方向三:社会机器人

主要研究内容:

1、认知衰退的老年人与外界交流的生活助理视听觉关键技术

2、空巢及残障老年人的娱乐陪伴系统关键技术

3、亚健康和适度病患老年人的日常健康监护与护理系统关键技术

三、现有研究状况

研究所目前主要对水下机器人、抗洪抢险复杂环境中打桩与移动机器人、振动打桩试验平台与智能化液压振动打桩机、六腿机器人行走平台仿真、服务机器人、智能变电站巡检机器人、儿童康复训练装置的亲和型智能交互系统展开研究。

受资助的主要科研项目:

1、国家自然科学基金项目:精密微小结构表面拓扑形貌优化设计理论研究(51375140),2014-2017,75万

2、国家自然科学基金项目:抗洪抢险腿式机器人脚的防陷机理与仿生设计方法研究(51375141),2014-2017,70万

3、国家自然科学基金项目: 低复杂度FIR滤波器设计理论与方法研究(61471157),2015-2017,83万

4、国家自然科学基金项目:复杂环境下非完整移动机器人的鲁棒镇定与约束控制研究(61304004) 2014-2016,24万

5、江苏省科技支撑项目:水下构筑物探测机器人系统,2013-2016, 130万

6、江苏省工业支撑项目:工业支撑智能配用电信息及高速双向通信支撑技术平台的研发,2014-2017,100万

7、江苏省自然科学基金项目:基于脑电通道内与通道间特征融合的癫痫预报研究(BK20141157 ),2014-2016,10万

8、江苏省自然科学基金项目:具有低复杂度的稀疏与离散系数FIR滤波器设计方法研究(BK20141159 ),2014-2016,10万

9、教育部重点实验室开放基金:面向老人生活辅助的鲁棒语音转换方法研究(NYKL201305),2013-2015
10、常州宏大科技有限公司,基于机器视觉的智能变电站巡检机器人,2013-2015

11、自研项目:清洁服务机器人关键技术研究,桌面贴片机系统, 数控伺服压力机的关键技术

主要发明专利申请与授权情况:

1、桩上行走装置,ZL201110297739.X,已授权

2、机械肘杆式伺服压力机的传动装置,ZL201010253203.3,已授权

3、一种交流位置伺服系统模型参数在线辨识和控制方法, ZL201110142736.9,已授权

4、多足移动平台及其姿态与高度的控制方法,ZL201210017075.1,已授权

5、基于视觉导向的桩上爬行平台,ZL201210049990.9,已授权

6、一种足式步行机器人的分布式运动控制系统,201310275227.2,已受理

7、水下清刷检测机器人, 201310273444.8, 已受理

8、一种水下构筑物探测装置 ,201310161503.2,已受理

9、水下机器人的密封式控制舱 ,201310589154.4,已受理

10、水下清刷机器人的清刷装置, 201310274991.8,已受理

11、一种水下构筑物的检测装置,201310738914.3,已受理

发表的主要论文:

1. Saturated tracking control for nonholonomic mobile robots with dynamicfeedback,Transactions of the Institute of Measurement and Control, 2013,vol.35, pp.105-116.

2. Global Practical Stabilization for Nonholonomic Mobile Robots with Uncalibrated Visual Parameters by Using a Switching Controller, IMA Journal of Mathematical Control and Information, 2013,vol.30, pp.543-557.

3. Inverse pseudo-random binary sequence design for SCARA-type manipulator. International Journal of Robotics and Automation, 2010, 25(4):311-322.

4. DSP 2014: International Conference on Digital Signal Processing, Aug. 20-23, 2014, pp. 219-222.

5. IEEE Transactions on Circuits and Systems I, vol. 60, No. 1, pp. 125-135, Jan. 2013.

6. ISCAS 2014: IEEE International Symposium on Circuits and Systems, June 1-5, 2014, pp. 966-969.

7. 基于视觉伺服非完整移动机器人的有限时间饱和镇定控制理论与应用,2014, vol.29, pp.817-823.

8. 机电伺服系统非线性摩擦自适应补偿的研究[J]. 中国电机工程学报2012,32(36):123-129.

四、实验室发展规划

(一)、面向国家海洋开发的重大需求,结合河海大学水利学科的优势,大力开展水下构筑物探测机器人关键技术的研究与应用。

(二)、在现有家用清洁机器人研究基础上,结合智能家居技术发展的趋势,利用网络通信技术改进机器人,实现与智能家居系统的互联、与其它智能家电之间的识别和协同。要实现机器人与智能家电间互联和信息交换,使清洁机器人融合到家庭网络中去。

(三)、研究向老龄化社会中老、衰、病残的老年人及儿童康复,提供辅助、娱乐陪伴与医疗监护功能的机器人与人机交互技术,进入康复工程这一新兴行业,助力地方经济发展。

(四)、加快产品的产业化步伐,争取在建设周期期限内推广产业化项目(产品)1-2个,经济效益显著。

(五)、力争用5年左右时间建设成为江苏省内有一定影响力的高技术研究重点实验室。

 
 
     
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