Incorporation of perception-based information in robot learning using fuzzy reinforcement learning agents

Robot learning in unstructured environments has been proved to be an extremely challenging problem, mainly because of many uncertainties always present in the real world. Human beings, on the other hand, seem to cope very well with uncertain and unpredictable environments, often relying on perception-based information. Furthermore, humans beings can also utilize perceptions to guide their learning on those parts of the perception-action space that are actually relevant to the task. Therefore, we conduct a research aimed at improving robot learning through the incorporation of both perception-based and measurement-based information. For this reason, a fuzzy reinforcement learning (FRL) agent is proposed in this paper. Based on a neural-fuzzy architecture, different kinds of information can be incorporated into the FRL agent to initialise its action network, critic network and evaluation feedback module so as to accelerate its learning. By making use of the global optimisation capability of GAs (genetic algorithms), a GA-based FRL (GAFRL) agent is presented to solve the local minima problem in traditional actor-critic reinforcement learning. On the other hand, with the prediction capability of the critic network, GAs can perform a more effective global search. Different GAFRL agents are constructed and verified by using the simulation model of a physical biped robot. The simulation analysis shows that the biped learning rate for dynamic balance can be improved by incorporating perception-based information on biped balancing and walking evaluation. The biped robot can find its application in ocean exploration, detection or sea rescue activity, as well as military maritime activity.     

测量机器人在船舶液舱容积测量中的应用

介绍了应用测量机器人TCRA1101进行船舶液舱容积自动化测量的操作控制方法,给出了液舱测量盲区里测量机器人自动进行散点测量及断面扫描的软件实现方案。     

露天矿边坡自动监测系统的开发与应用

测量机器人(即自动电子全站仪)固然可以对露天矿边坡进行自动化(或半自动化)外部形变监测。但测量机器人设站处(监测基点)的稳定性对监测精度的影响非常大。并且当测量视线被遮挡后测量机器人将无法监测相应的形变点。为了解决上述问题,笔者及科研组将GPS技术与测量机器人技术有机结合,开发出了露天矿边坡智能可动式自动监测系统。该系统彻底解决了监测基站不稳定对监测结果的影响问题,使监测的程序得以简化、监测的固定性投资成本得以降低。文章介绍了露天矿边坡智能可动式自动监测系统的结构、工作原理,给出了监测实例。以实际监测数据为依据,提出了露天矿边坡预警的基本准则。     

TCA全站仪实现测量数据的全自动化处理

将GeoBasic编译的机载应用程序上载到TCA2 0 0 3测量机器人中 ,可在一定程度上实现野外观测的自动化 ,尤其是高精度的导线 (网 )和三角网测量中具有重要的应用意义。将仪器中的数据利用LeicaSur veyOffice软件下载到计算机中 ,并以文本格式保存。自主编译的数据转换程序可将原始数据转换为平差所需要的文本数据格式 ,录入到平差软件中便可自动平差计算 ,实现了数据采集、处理的自动化。     

拾震器自动标定器的原理及使用

本文分析了拾震器人工触发标定方法的不足之处,提出自动标定器的方法并叙述了其工作原理。     

我国煤矿坑道钻探装备技术进展与展望

煤矿坑道钻探装备技术在发展过程中受到诸多不利条件的限制,导致新技术发展滞后,随着我国煤矿大力推进智能化建设,给煤矿坑道钻探装备技术带来了革命性的发展机遇。通过分析了国外坑道钻探装备的技术特点和发展状况,以及国内坑道钻探装备技术的三个阶段发展,包括初级阶段的分体式钻机与稳定组合钻具轨迹控制方法,蓬勃发展阶段的履带式钻机、定向钻进装备技术及松软煤层钻进技术,新发展阶段的自动化和智能化装备技术,提出了今后我国煤矿智能化发展阶段钻探装备技术需要解决的关键问题,为推进钻探装备技术的智能化水平提高提供支撑。     

测量机器人在金坪子滑坡变形监测中的应用

介绍了测量机器人在金坪子滑坡变形监测中的应用,分析了其误差来源和适用范围,实现了金坪子滑坡变形监测.     

钉钉机器人在气象设备和网络监控中的应用

为保证各类气象设备和网络稳定运行,出现故障及时通知到人,针对目前气象设备监视和报警存在的问题,设计开发气象设备及网络监控报警软件,出现异常情况通过钉钉机器人开放接口发送报警信息到手机和电脑钉钉群,提醒业务人员及时处理故障,实现气象设备、网络情况自动监控,自动报警功能。通过业务运行表明,该软件在气象设备及网络监控业务中能提高发现设备和网络故障的时效,自动化程度高,缩短了维护人员处理故障的时效性,是钉钉机器人在气象设备和网络监测报警应用的积极探索。     

光学遥感成像半实物仿真中坐标系统转换

构建了一种以六自由度机器人为运动平台的光学遥感成像半实物仿真系统,利用共线条件方程的齐次坐标变换形式建立了仿真系统的成像模型,并对坐标系统转换问题进行了研究。提出一种利用全站仪确定沙盘坐标系与机器人基坐标系相互转换的"两步法";通过控制机器人旋转和平移运动,提出了一种单特征靶标测量模型,实现了摄像机坐标系与机器人工具坐标系的相互转换。最后通过空间前方交会计算多个靶标的物方坐标值,与物方真值进行比较,从而对系统精度进行评价。实验结果表明,立体定位误差优于0.5 mm,验证了提出的坐标转换方法的可行性与有效性,可为遥感成像仿真系统的设计与研究提供严密的空间基准和转换模型。     

基于Kinect的机器人辅助上肢被动康复训练控制方法

现有基于Kinect构建的康复训练系统,大多以患者自行开展主动康复训练为主,未能充分利用康复医师的临床经验且很少用于机器人辅助康复训练系统,具有一定的局限.针对此问题,提出一种基于Kinect的机器人辅助上肢被动康复训练方法.首先,开展基于Kinect的上肢骨骼点跟踪与逆运动学计算;其次,基于Linux/QT及Kinect设计三维虚拟康复训练环境;再次,在康复医师示教训练任务并通过Kinect获取示教任务参考轨迹基础上,根据训练过程中Kinect实时捕获的患肢运动位置反馈,设计基于模糊推理的机器人辅助被动康复训练控制器;最后,基于Kinect及Barrett公司4自由度WAM^TM康复机器人构建试验统平台,对方法有效性进行试验验证.实验结果表明,所提方法能有效利用医师的临床康复经验,并使机器人较平稳地牵引受试者上肢沿示教任务轨迹进行训练,较好地实现了"医师-机器人-患者"之间的人机协同康复训练.