我们证明了基于可见光定位（VLP）定位的多移动机器人导航。从我们的实验中，VLP可以准确地定位机器人的导航位置。
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提出了基于可见光通信（VLC）的人类和机器人的合作定位火焰。根据实验系统，我们证明它具有很高的精度和实时性能。
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由于捕获高角度和时间分辨率测量的能力，毫米波（MMWAVE）带引起了高精度定位应用的显着关注。本文探讨了基于MMWAVE的定位，用于目标本地化问题，其中固定目标广播MMWAVE信号和移动机器人代理尝试侦听信号以定位和导航到目标。提出了三个韵律过程：首先，移动代理使用张量分解方法来检测无线路径及其角度。其次，然后使用机器学习培训的分类器来预测链路状态，这意味着如果最强的路径是视线（LOS）或非LOS（NLO）。对于NLOS案例，链路状态预测器还确定最强路径是否通过一个或多个反射到达。第三，基于链路状态，代理人遵循估计的角度或探索环境。该方法在补充有线跟踪的室内环境的大型数据集上进行了演示，以模拟无线传播。路径估计和链路状态分类也集成到最先进的神经同时定位和映射（SLAM）模块中，以增强相机和基于LIDAR的导航。结果表明，链路状态分类器可以成功地推广到培训集外的完全新环境。另外，具有无线路径估计和链路状态分类器的神经基模块为目标提供快速导航，接近了解目标位置的基线。
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在拒绝的环境中进行搜索对于群体机器人来说是具有挑战性的，因为不允许GNSS，映射，数据共享和中央处理的帮助。但是，使用嗅觉和听觉像动物一样合作可能是改善群体合作的重要方法。在本文中，提出了一群自主机器人来探索拒绝环境的嗅觉审计算法算法（OA-BUG）。构建了一个模拟环境，以衡量OA-BUG的性能。使用OA-BUG的搜索任务覆盖范围可以达到96.93％，与类似的算法SGBA相比，最大的40.55％提高了40.55％。此外，在实际的群机器人上进行了实验，以证明OA-BUG的有效性。结果表明，OA-BUG可以在被拒绝的环境中改善群体机器人的性能。
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在移动机器人学中，区域勘探和覆盖率是关键能力。在大多数可用研究中，共同的假设是全球性，远程通信和集中合作。本文提出了一种新的基于群的覆盖控制算法，可以放松这些假设。该算法组合了两个元素：Swarm规则和前沿搜索算法。受到大量简单代理（例如，教育鱼，植绒鸟类，蜂拥昆虫）的自然系统的启发，第一元素使用三个简单的规则来以分布式方式维持群体形成。第二元素提供了选择有希望区域以使用涉及代理的相对位置的成本函数的最小化来探索（和覆盖）的装置。我们在不同环境中测试了我们的方法对异质和同质移动机器人的性能。我们衡量覆盖性能和允许本集团维持沟通的覆盖性能和群体形成统计数据。通过一系列比较实验，我们展示了拟议的策略在最近提出的地图覆盖方法和传统的人工潜在领域基于细胞覆盖，转变和安全路径的百分比，同时保持允许短程的形成沟通。
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智能药物输送手推车是一种先进的智能药物输送设备。与传统的手动药物输送相比，它具有较高的药物输送效率和较低的错误率。在这个项目中，设计和制造了一款智能的药车，可以通过视觉识别技术识别道路路线和目标病房的房间数量。手推车根据已确定的房间数选择相应的途径，将药物准确地运送到目标病房，并在输送药物后返回药房。智能药物输送车使用直流电源，电动机驱动模块控制两个直流电动机，这克服了转弯角度过度偏差的问题。手推车线检查功能使用闭环控制来提高线路检查的准确性和手推车速度的可控性。病房号的识别由摄像机模块使用微控制器完成，并且具有自适应调整环境亮度，失真校正，自动校准等的功能。蓝牙模块实现了两个合作药物交付车之间的通信，该模块实现了高效，准确的沟通和互动。实验表明，智能毒品输送车可以准确地识别房间的数量，并计划将毒品运送到远处，中间和附近病房的路线，并具有快速和准确的判断的特征。此外，有两个药车可以合作，以高效率和高合作的方式向同一病房运送药物。
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传感器是将物理参数或环境特征（例如温度，距离，速度等）转换为可以通过数字测量和处理以执行特定任务的信号的设备。移动机器人需要传感器来测量其环境的属性，从而允许安全导航，复杂的感知和相应的动作以及与填充环境的其他代理的有效相互作用。移动机器人使用的传感器范围从简单的触觉传感器（例如保险杠）到复杂的基于视觉的传感器，例如结构化灯相机。所有这些都提供了可以由机器人计算机处理的数字输出（例如，字符串，一组值，矩阵等）。通常通过使用传感器中包含的数字转换器（ADC）的类似物来离散一个或多个模拟电信号来获得此类输出。在本章中，我们介绍了移动机器人技术中最常见的传感器，并提供了其分类法，基本特征和规格的介绍。对功能和应用程序类型的描述遵循一种自下而上的方法：在描述现实世界传感器之前，介绍了传感器所基于的基本原理和组件，这些传感器通常基于多种技术和基本设备。
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通过智能连接设备，技术正在逐步重塑国内环境，提高家庭安全和整体环境质量。然而，人口转移和流行病最近展示导致他们房屋中的老年人隔离，产生了可靠的辅助人物的需求。机器人助理是国内福利创新的新前沿。老年人监测只是一个可能的服务应用之一，智能机器人平台可以处理集体福祉。在本文中，我们展示了一个新的辅助机器人，我们通过模块化的基于层的架构开发，使灵活的机械设计与最先进的人工智能进行了灵活的人工智能，以便感知和声音控制。关于以前的机器人助手的作品，我们提出了一个设置有四个麦粉轮的全向平台，这使得自主导航与杂乱环境中的有效障碍物避免。此外，我们设计可控定位装置，以扩展传感器的视觉范围，并改善对用户界面的访问以进行远程呈现和连接。轻量级深度学习解决方案，用于视觉感知，人员姿势分类和声乐命令完全运行机器人的嵌入式硬件，避免了云服务私有数据收集产生的隐私问题。
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目前，移动机器人正在迅速发展，并在工业中寻找许多应用。然而，仍然存在与其实际使用相关的一些问题，例如对昂贵的硬件及其高功耗水平的需要。在本研究中，我们提出了一种导航系统，该导航系统可在具有RGB-D相机的低端计算机上操作，以及用于操作集成自动驱动系统的移动机器人平台。建议的系统不需要Lidars或GPU。我们的原始深度图像接地分割方法提取用于低体移动机器人的安全驾驶的遍历图。它旨在保证具有集成的SLAM，全局路径规划和运动规划的低成本现成单板计算机上的实时性能。我们使用Traversability Map应用基于规则的基于学习的导航策略。同时运行传感器数据处理和其他自主驾驶功能，我们的导航策略以18Hz的刷新率为控制命令而迅速执行，而其他系统则具有较慢的刷新率。我们的方法在有限的计算资源中优于当前最先进的导航方法，如3D模拟测试所示。此外，我们通过在室内环境中成功的自动驾驶来展示移动机器人系统的适用性。我们的整个作品包括硬件和软件在开源许可（https://github.com/shinkansan/2019-ugrp-doom）下发布。我们的详细视频是https://youtu.be/mf3iufuhppm提供的。
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本文介绍了WiFi传感器 - 机器人（WSR）工具箱，一个开源C ++框架。它使团队中的机器人能够在彼此获得相对的轴承，即使在非思考（NLOS）设置中也是机器人中非常具有挑战性的问题。通过分析其传送的WiFi信号的阶段，因为机器人遍历环境来实现。基于我们的先前作品中开发的理论的这种能力是首次提供的作为OpenSource工具。它是由于缺乏使用机器人的本地资源（例如WiFi）来在NLOS中感测的易于部署的解决方案。这对多个机器人团队中的本地化，ad-hoc机器人网络和安全性有影响。工具箱专为使用商品硬件和车载传感器的机器人平台上分布式和在线部署而设计。我们还释放数据集，展示其在NLOS中的性能以及用于多机器人本地化USECASE的MOLICE中的表现。经验结果表明，我们的工具箱的轴承估计达到了5.10度的平均精度。在室内办公环境中的硬件部署中，这分别导致LOS和NLOS设置中的0.5米和0.9米的中值误差为0.5米和0.9米。
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我们提出DIY-IPS - 自己动手 - 室内定位系统，这是一个开源实时室内定位移动应用程序。DIY-IPS通过使用可用WiFi接入点的双波段RSSI指纹识别来检测用户的室内位置。该应用程序可以无需额外的基础设施费用即可实时检测用户的室内位置。我们发布了我们的应用程序作为开源，以节省其他研究人员的时间来重新创建它。该应用程序使研究人员/用户能够（1）使用地面真相标签收集室内定位数据集，（2）以更高的准确性或其他研究目的自定义应用程序（3）通过用地面真相实时测试测试修改方法的准确性。我们进行了初步实验，以证明应用程序的有效性。
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The performance of a camera network monitoring a set of targets depends crucially on the configuration of the cameras. In this paper, we investigate the reconfiguration strategy for the parameterized camera network model, with which the sensing qualities of the multiple targets can be optimized globally and simultaneously. We first propose to use the number of pixels occupied by a unit-length object in image as a metric of the sensing quality of the object, which is determined by the parameters of the camera, such as intrinsic, extrinsic, and distortional coefficients. Then, we form a single quantity that measures the sensing quality of the targets by the camera network. This quantity further serves as the objective function of our optimization problem to obtain the optimal camera configuration. We verify the effectiveness of our approach through extensive simulations and experiments, and the results reveal its improved performance on the AprilTag detection tasks. Codes and related utilities for this work are open-sourced and available at https://github.com/sszxc/MultiCam-Simulation.
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管道机器人是有前途的条件评估，泄漏检测，水质监测在管道网络中各种其他任务中的解决方案。由于对操作的高度不确定和令人不安的环境，智能导航是这些机器人的极其具有挑战性的任务。无线通信在操作期间控制这些机器人是不可行的，如果管材是金属，因为无线电信号在管道环境中被破坏，因此，这种挑战仍未解决。在本文中，我们介绍了一种基于粒子滤波和两相运动控制器的先前设计的管道机器人[1]的智能导航方法。机器人被赋予具有新方法的操作路径的地图，并且粒子过滤确定管道的直线和非直线配置。在直线路径中，机器人遵循线性二次调节器（LQR）和比例 - 积分衍生物（PID）基于基于的控制器，其稳定机器人并跟踪所需的速度。在非直接路径中，机器人遵循轨迹，该轨迹是机器人的运动轨迹发生器块的计划。该方法是用于智能导航的有希望的解决方案，无需无线通信并且能够检查水分配系统中的长距离。
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在室内和GPS拒绝环境中的无线移动设备或机器人的本地化是一个难题，特别是在传统摄像机和基于LIDAR的替代感测和本地化模式可能失败的动态场景中。我们提出了一种用于估计移动机器人的位置与在环境中部署的静态无线传感器节点（WSN）相关的方法。该方法采用新的粒子滤波器，其使用在到达方向（DOA）估计的高斯概率与移动机器人的移动模型结合使用的高斯概率来更新其权重。通过广泛的模拟和公共现实世界测量数据集，在准确性和计算效率方面评估和验证所提出的方法，与标准的最先进的本地化方法相比。结果显示了通过高计算效率平衡的高仪表级定位精度，使其能够在线使用，而无需为基于典型指纹的定位算法中的专用离线阶段使用。
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当前的融合定位系统主要基于过滤算法，例如卡尔曼过滤或粒子过滤。但是，实际应用方案的系统复杂性通常很高，例如行人惯性导航系统中的噪声建模或指纹匹配和定位算法中的环境噪声建模。为了解决这个问题，本文提出了一个基于深度学习的融合定位系统，并提出了一种转移学习策略，以改善具有不同分布的样本的神经网络模型的性能。结果表明，在整个地板方案中，融合网络的平均定位精度为0.506米。转移学习的实验结果表明，惯性导航定位步骤大小和不同行人的旋转角的估计精度可以平均提高53.3％，可以将不同设备的蓝牙定位精度提高33.4％，并且融合可以提高。可以提高31.6％。
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In this work, we propose a new approach that combines data from multiple sensors for reliable obstacle avoidance. The sensors include two depth cameras and a LiDAR arranged so that they can capture the whole 3D area in front of the robot and a 2D slide around it. To fuse the data from these sensors, we first use an external camera as a reference to combine data from two depth cameras. A projection technique is then introduced to convert the 3D point cloud data of the cameras to its 2D correspondence. An obstacle avoidance algorithm is then developed based on the dynamic window approach. A number of experiments have been conducted to evaluate our proposed approach. The results show that the robot can effectively avoid static and dynamic obstacles of different shapes and sizes in different environments.
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本地化对于自主移动机器人来说是一个重要的任务，以便成功转向其环境中的目标位置。通常，这是以机器人为中心的方式完成的，其中机器人在中心中将地图维持。在群体机器人应用程序中，其中一组机器人需要协调，以实现其共同的目标，机器人为中心的本地化与群体的每个成员都没有其自己的参考框架。处理此问题的一种方法是创建，维护和共享群体成员中的通用地图（全局坐标系）。本文提出了一种在未知，GPS和地标的环境中的一组机器人的全球本地化方法，该机器人扩展了瓢虫算法的定位方案。主要想法依赖于群体的成员仍然仍然并充当信标，发射电磁信号。这些静止机器人形成了全局参考框架，并且本组的其余部分使用所接收的信号强度指示器（RSSI）本身整理它。评估所提出的方法，并且从实验中获得的结果是有前途的。
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无人机尚未完全信任。他们对导航的无线电和摄像机的依赖提高了安全性和隐私问题。这些系统可能会失败，导致事故，或滥用未经授权的录音。考虑到最近的法规，允许商业无人机仅在晚上运营，我们提出了一种从完全新的方法，无人机从人工照明中获得导航信息。在我们的系统中，标准灯泡调制其强度发送信标，无人机用简单的光电二极管解码此信息。该光学信息与无人机中的惯性和高度传感器组合，以提供定位，而无需无线电，GPS或相机。我们的框架是第一个提供3D无人机定位的灯光，我们用一个由四个光标记和迷你无人机组成的试验台来评估它。我们表明，我们的方法允许将无人机定位在实际位置的几个小叠内，并与最先进的定位方法相比，将本地化误差降低42％。
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为了在多个机器人系统中有效完成任务，必须解决的问题是同时定位和映射（SLAM）。激光雷达（光检测和范围）由于其出色的精度而用于许多SLAM解决方案，但其性能在无特征环境（如隧道或长走廊）中降低。集中式大满贯解决了云服务器的问题，云服务器需要大量的计算资源，并且缺乏针对中央节点故障的鲁棒性。为了解决这些问题，我们提出了一个分布式的SLAM解决方案，以使用超宽带（UWB）范围和探测测量值估算一组机器人的轨迹。所提出的方法在机器人团队之间分配了处理，并显着减轻了从集中式大满贯出现的计算问题。我们的解决方案通过最大程度地减少在机器人处于近距离接近时在不同位置进行的UWB范围测量方法来确定两个机器人之间的相对姿势（也称为环闭合）。 UWB在视线条件下提供了良好的距离度量，但是由于机器人的噪声和不可预测的路径，检索精确的姿势估计仍然是一个挑战。为了处理可疑的循环封闭，我们使用成对的一致性最大化（PCM）来检查循环封闭质量并执行异常拒绝。然后，在分布式姿势图优化（DPGO）模块中将过滤的环闭合与探光仪融合，以恢复机器人团队的完整轨迹。进行了广泛的实验以验证所提出的方法的有效性。
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在本文中，我们推导了机器人来测量相对方向或到达角度（AOA）的新能力，以在非视线和未映射的环境中运行的其他机器人，而无需外部基础架构。我们通过捕获WiFi信号在从发送到接收机器人时遍历的所有路径来这样做，这是我们术语AOA简档。当机器人在3D空间中移动时，关键直觉是“在空中模拟空气中的天线阵列”，一种类似于合成孔径雷达（SAR）的方法。主要贡献包括i）一个框架，以适应任意3D轨迹的框架，以及所有机器人的持续移动性，而计算AOA配置文件和II）随附的分析，其提供了作为机器人轨迹的函数的AOA估计方差的较低限制基于Cramer Rao绑定的几何。这是一个关键的区别与先前的SAR的工作，限制机器人移动到规定的运动模式，不概括到3D空间，和/或在数据采集时段期间需要将机器人发送到静态。我们的方法导致更准确的AOA配置文件，从而更好地估计，并正式地将该观察表征为轨迹的信息性;我们推导出封闭形式的可计算量。所有理论发展都是通过广泛的模拟和硬件实验证实的。我们还表明，我们的配方可以与现成的轨迹估计传感器一起使用。最后，我们展示了我们系统对多机器人动态集合任务的表现。
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