为解决极地冰盖特有地形地貌、严酷自然环境和冰盖移动等导致的自动化监测装置和数据长距离传输等问题,本研究基于极地冰盖如雪丘、雪垄、冰坝、软雪、硬雪等特有地形地貌,以及气候寒冷、多狂风暴雪等特殊自然环境,针对数据长距离传输和人工智能考察作业的需求,设计了一款专用于极地的冰盖履带机器人。机器人的硬件设计以工控机和STM32F103芯片为控制核心,搭载小型综合气象观测装置、实时动态定位装置、激光雷达和深度相机获取环境信息,构建铱星9523和网桥通信系统实现远距离数据通讯。机器人的软件设计采用多任务实时调度的FreeRTOS操作系统,构建上位机和数据库。此款极地冰盖履带机器人在中国第38次南极科学考察中,依托中山站进行了现场实验。结果表明,该机器人性能稳定、通信可靠、具有较理想的控制效果且较好地满足了极地冰盖作业需求,可为我国南北极科学考察提供关键技术支撑。
为解决极地冰盖特有地形地貌、严酷自然环境和冰盖移动等导致的自动化监测装置和数据长距离传输等问题,本研究基于极地冰盖如雪丘、雪垄、冰坝、软雪、硬雪等特有地形地貌,以及气候寒冷、多狂风暴雪等特殊自然环境,针对数据长距离传输和人工智能考察作业的需求,设计了一款专用于极地的冰盖履带机器人。机器人的硬件设计以工控机和STM32F103芯片为控制核心,搭载小型综合气象观测装置、实时动态定位装置、激光雷达和深度相机获取环境信息,构建铱星9523和网桥通信系统实现远距离数据通讯。机器人的软件设计采用多任务实时调度的FreeRTOS操作系统,构建上位机和数据库。此款极地冰盖履带机器人在中国第38次南极科学考察中,依托中山站进行了现场实验。结果表明,该机器人性能稳定、通信可靠、具有较理想的控制效果且较好地满足了极地冰盖作业需求,可为我国南北极科学考察提供关键技术支撑。
为解决极地冰盖特有地形地貌、严酷自然环境和冰盖移动等导致的自动化监测装置和数据长距离传输等问题,本研究基于极地冰盖如雪丘、雪垄、冰坝、软雪、硬雪等特有地形地貌,以及气候寒冷、多狂风暴雪等特殊自然环境,针对数据长距离传输和人工智能考察作业的需求,设计了一款专用于极地的冰盖履带机器人。机器人的硬件设计以工控机和STM32F103芯片为控制核心,搭载小型综合气象观测装置、实时动态定位装置、激光雷达和深度相机获取环境信息,构建铱星9523和网桥通信系统实现远距离数据通讯。机器人的软件设计采用多任务实时调度的FreeRTOS操作系统,构建上位机和数据库。此款极地冰盖履带机器人在中国第38次南极科学考察中,依托中山站进行了现场实验。结果表明,该机器人性能稳定、通信可靠、具有较理想的控制效果且较好地满足了极地冰盖作业需求,可为我国南北极科学考察提供关键技术支撑。
为解决极地冰盖特有地形地貌、严酷自然环境和冰盖移动等导致的自动化监测装置和数据长距离传输等问题,本研究基于极地冰盖如雪丘、雪垄、冰坝、软雪、硬雪等特有地形地貌,以及气候寒冷、多狂风暴雪等特殊自然环境,针对数据长距离传输和人工智能考察作业的需求,设计了一款专用于极地的冰盖履带机器人。机器人的硬件设计以工控机和STM32F103芯片为控制核心,搭载小型综合气象观测装置、实时动态定位装置、激光雷达和深度相机获取环境信息,构建铱星9523和网桥通信系统实现远距离数据通讯。机器人的软件设计采用多任务实时调度的FreeRTOS操作系统,构建上位机和数据库。此款极地冰盖履带机器人在中国第38次南极科学考察中,依托中山站进行了现场实验。结果表明,该机器人性能稳定、通信可靠、具有较理想的控制效果且较好地满足了极地冰盖作业需求,可为我国南北极科学考察提供关键技术支撑。
为解决极地冰盖特有地形地貌、严酷自然环境和冰盖移动等导致的自动化监测装置和数据长距离传输等问题,本研究基于极地冰盖如雪丘、雪垄、冰坝、软雪、硬雪等特有地形地貌,以及气候寒冷、多狂风暴雪等特殊自然环境,针对数据长距离传输和人工智能考察作业的需求,设计了一款专用于极地的冰盖履带机器人。机器人的硬件设计以工控机和STM32F103芯片为控制核心,搭载小型综合气象观测装置、实时动态定位装置、激光雷达和深度相机获取环境信息,构建铱星9523和网桥通信系统实现远距离数据通讯。机器人的软件设计采用多任务实时调度的FreeRTOS操作系统,构建上位机和数据库。此款极地冰盖履带机器人在中国第38次南极科学考察中,依托中山站进行了现场实验。结果表明,该机器人性能稳定、通信可靠、具有较理想的控制效果且较好地满足了极地冰盖作业需求,可为我国南北极科学考察提供关键技术支撑。
轨道巡检机器人采用人工智能视觉测量技术，通过在轨道上自动行驶，实现对钢轨、扣件、轨枕等轨道结构件外观病害的快速准确检测，以解决传统人工巡道存在的人力成本高、工作效率低、主观经验性强、易漏检等问题。本文在阐述机器人功能、系统架构和技术原理的基础上，重点介绍机器人在青藏铁路的试用情况，展示典型检测结果，并对其应用条件进行初步探索。试用结果表明，该机器人具有较高的检测准确率和环境适应性，对于提高青藏铁路工务维保数字化管理水平具有实际价值。
轨道巡检机器人采用人工智能视觉测量技术，通过在轨道上自动行驶，实现对钢轨、扣件、轨枕等轨道结构件外观病害的快速准确检测，以解决传统人工巡道存在的人力成本高、工作效率低、主观经验性强、易漏检等问题。本文在阐述机器人功能、系统架构和技术原理的基础上，重点介绍机器人在青藏铁路的试用情况，展示典型检测结果，并对其应用条件进行初步探索。试用结果表明，该机器人具有较高的检测准确率和环境适应性，对于提高青藏铁路工务维保数字化管理水平具有实际价值。
轨道巡检机器人采用人工智能视觉测量技术，通过在轨道上自动行驶，实现对钢轨、扣件、轨枕等轨道结构件外观病害的快速准确检测，以解决传统人工巡道存在的人力成本高、工作效率低、主观经验性强、易漏检等问题。本文在阐述机器人功能、系统架构和技术原理的基础上，重点介绍机器人在青藏铁路的试用情况，展示典型检测结果，并对其应用条件进行初步探索。试用结果表明，该机器人具有较高的检测准确率和环境适应性，对于提高青藏铁路工务维保数字化管理水平具有实际价值。
针对无人机、无人车在复杂环境下运行不稳定、协作性差的问题，提出一种可以在冰雪表面、地形起伏等山地冰川环境下运行的空地机器人冰川探测系统。首先，该系统中无人机可适应高原山地低压、大风环境，无人车可在低温环境、冰雪表面长时间行驶，相应的轻量级地形建模和预测框架可将冰川表面环境点云模型转换成数据量更小的模型，且不造成大幅精度损失。其次，所提系统不仅可通过对驾驶数据、车辆状态数据与地形数据之间的相关分析建立驾驶技能模型，并利用增量式学习方法使驾驶技能模型快速适应冰川环境和复杂地表结构，其基于无人机机动性、无人机能耗、水平距离约束和视距约束的空地协同策略还可以保证系统的通信稳定和平稳运行。验证实验表明，提出的驾驶技能学习方案可以保证无人车在驾驶建议下平稳通过冰川危险地带，提出的空地协同策略可以保持较低水平的跟踪误差与通讯延迟。
针对无人机、无人车在复杂环境下运行不稳定、协作性差的问题，提出一种可以在冰雪表面、地形起伏等山地冰川环境下运行的空地机器人冰川探测系统。首先，该系统中无人机可适应高原山地低压、大风环境，无人车可在低温环境、冰雪表面长时间行驶，相应的轻量级地形建模和预测框架可将冰川表面环境点云模型转换成数据量更小的模型，且不造成大幅精度损失。其次，所提系统不仅可通过对驾驶数据、车辆状态数据与地形数据之间的相关分析建立驾驶技能模型，并利用增量式学习方法使驾驶技能模型快速适应冰川环境和复杂地表结构，其基于无人机机动性、无人机能耗、水平距离约束和视距约束的空地协同策略还可以保证系统的通信稳定和平稳运行。验证实验表明，提出的驾驶技能学习方案可以保证无人车在驾驶建议下平稳通过冰川危险地带，提出的空地协同策略可以保持较低水平的跟踪误差与通讯延迟。