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公开(公告)号：CN111275764A
公开(公告)日：2020-06-12
申请号：CN202010089290.7
申请日：2020-02-12
Applicant: 南开大学
Abstract: 本发明属于移动机器人自主定位与导航领域，为提出一种基于直线阴影的RGB-D视觉里程计方法，通过平面约束遮挡线和被遮挡点线的几何关系，构建最小重投影误差方程，通过非线性优化求解位姿。为此，本发明采取的技术方案是，基于线段阴影的深度相机视觉里程测量方法，首先提取图像中的平面和线段结构并进行参数拟合，在普朗克(Plücker)坐标系下定义方线段和平面的表示方式；使用平面π、遮挡线L和平面πL进行位姿估计；最后通过被遮挡线匹配约束提高位姿估计的精度。本发明主要应用于移动机器人自主定位与导航场合。
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公开(公告)号：CN103575272A
公开(公告)日：2014-02-12
申请号：CN201310568954.8
申请日：2013-11-15
Applicant: 南开大学
IPC: G01C21/00
CPC classification number: G01C21/3602 , G06T7/521
Abstract: 本发明涉及一种森林环境中移动机器人自然路标提取方法。陆标是机器人定位与导航的指示，在未知环境下不存在预先设置的陆标，需要从环境中提取自然特征作为陆标。本发明路标提取方法包括：对森林环境进行三维激光扫描、对扫描结果进行面向树干的点云分割、进行几何元素的抽取、进行树干分段的聚类与整合，并最终得到唯一代表树木的直树干作为路标。该方法提取森林环境中的树干作为自然路标，能够从杂乱复杂的森林环境中提取树干及其几何特征，用于移动机器人定位与导航。该方法解决了森林环境中机器人定位与导航的难题，能够在码盘、视觉传感器以及GPS系统难以有效提供机器人定位的非结构森林环境中提取高质量的自然特征路标。
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公开(公告)号：CN119758709A
公开(公告)日：2025-04-04
申请号：CN202510009427.6
申请日：2025-01-03
Applicant: 南开大学
IPC: G05B13/02
Abstract: 本发明涉及控制和信息技术领域，尤其涉及一种基于无模型非零和博弈的车辆安全控制算法，包括如下步骤：构建车辆间网络通信的拓扑结构图，确定车辆间的连通关系；根据第#imgabs0#辆跟随车辆、与第#imgabs1#辆跟随车辆连通的跟随车辆以及领导车辆的状态方程得到第#imgabs2#辆跟随车辆的跟踪误差；根据跟踪误差以及非零和博弈理论定义目标函数，确定控制策略网络的控制屏障函数；将控制屏障函数带入值函数网络，将有约束问题转化为无约束问题，得到无模型的车辆安全控制算法；根据车辆安全控制算法，对控制策略网络和值函数网络进行训练，得到控制策略网络的控制律，根据控制律对第#imgabs3#辆跟随车辆进行控制，本发明实现提高整个系统的鲁棒性和自适应性。
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公开(公告)号：CN118603083A
公开(公告)日：2024-09-06
申请号：CN202410868969.4
申请日：2024-07-01
Applicant: 南开大学
Abstract: 本发明涉及方位测量技术领域，尤其涉及一种基于共视约束的多传感器紧耦合同步定位与建图方法，包括如下步骤：基于特征点的视觉惯性导航位姿估计和基于几何约束的激光雷达惯性导航位姿估计实现分布式前端里程计，用于对视觉传感器、激光雷达传感器及惯性导航传感器进行前端定位；基于关键帧的数据同步方法同步视觉传感器、激光雷达传感器及惯性导航传感器输出数据；基于流形的跨模态约束标准化方法紧耦合视觉传感器、激光雷达传感器及惯性导航传感器的输出数据约束；基于关键帧共视约束的传感器联合优化方法实现后端建图。本发明提供的方法提高了系统的实时性，且提高了定位与建图精度。
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公开(公告)号：CN118111447A
公开(公告)日：2024-05-31
申请号：CN202410523550.5
申请日：2024-04-28
Applicant: 南开大学
Abstract: 本发明提供了一种面向狭窄环境的无人机运动规划方法、装置和存储介质，涉及无人机导航领域，包括：设定起点和终点；在三维占据地图上进行路径搜索，得到一条无碰撞情况的初始路径；生成远离障碍物的骨架路径：首先确定路点沿远离障碍物方向推动的方向向量，然后沿着方向向量并以三维占据地图的分辨率为步长推动路点，当存在一个最近障碍物在推动方向上时，推动过程结束；生成最优路径：结合弹性能带与骨架引导目标函数，迭代凸优化得到最优路径；分配最优时间：沿最优路径进行含速度与加速度约束的最优时间分配和梯形速度分配，得到运动轨迹。有利于无人机在杂乱且狭窄受限的洞穴等环境中安全且高效地完成巡检和勘探等任务。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN117742141A
公开(公告)日：2024-03-22
申请号：CN202410182833.8
申请日：2024-02-19
Applicant: 南开大学
IPC: G05B13/02
Abstract: 本发明涉及多智能体系统控制技术领域，提供一种基于控制屏障函数的分布式局部利普希茨算法。该方法包括：基于多智能体网络结构构建拓扑图，根据所述拓扑图构建邻接矩阵；建立多智能体系统待优化的目标函数及所述目标函数的约束条件；基于梯度下降法建立多智能体系统的状态方程，通过所述状态方程及控制屏障函数确定反馈控制输入的取值阈；在所述取值阈内，通过二次规划法计算获得反馈控制输入；基于目标函数的求解结果及反馈控制输入对多智能体系统进行控制。本发明能够求解安全关键的非线性非凸的优化问题，计算过程中每个节点只利用了邻居节点的信息，节约了通信与计算成本，很大程度上提高了计算效率。
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公开(公告)号：CN115797806A
公开(公告)日：2023-03-14
申请号：CN202211475454.5
申请日：2022-11-23
Applicant: 华北电力大学(保定) , 南开大学
IPC: G06V20/17 , G06V10/40 , G06V10/762 , G06V10/764 , G06V10/82 , G06N3/08
Abstract: 本发明适用于输电线路巡检技术领域，提供了一种输电线路多金具检测方法及装置，该方法包括：获取航拍图像数据集；根据航拍图像数据集，构建金具平均相对距离先验矩阵；对航拍图像数据集中的金具图像进行粗检测，获得粗检测结果；根据粗检测结果和金具平均距离先验矩阵，通过聚类算法获得金具密集分布的结构场景子区域；对结构场景子区域进行精检测，获得精检测结果；将粗检测结果与精检测结果进行结合，获得最终的多金具检测结果。本发明能够合理利用高分辨率金具图像中所包含的信息，避免处理过程中的小目标信息丢失，并有效解决了金具聚合结构中的密集遮挡问题。
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公开(公告)号：CN113296514B
公开(公告)日：2022-09-27
申请号：CN202110566018.8
申请日：2021-05-24
Applicant: 南开大学
IPC: G05D1/02
Abstract: 本发明公开了一种基于稀疏带状结构的机器人局部路径优化方法及系统，所述方法包括：获取室内环境数据，并构建占据栅格地图；将占据栅格地图转换为欧式距离栅格地图，根据欧氏距离地图插值根据欧氏距离地图插值得到机器人与最近障碍物的距离函数，结合给定机器人到障碍物的安全距离，得到避障约束条件；在以机器人当前位置为中心的局部区域内，以局部路径的平滑性和避障为约束条件，求解局部最优路径。本发明通过将占据栅格地图转换为欧式距离栅格地图，根据欧氏距离栅格地图插值得到机器人到最近障碍物的连续可微的距离函数，克服了占据栅格地图离散化问题，并天然地计算得到梯度信息从而构建避障约束条件，有利于局部路径优化准确性的提高。
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公开(公告)号：CN114782540A
公开(公告)日：2022-07-22
申请号：CN202210707774.2
申请日：2022-06-22
Applicant: 南开大学
Abstract: 本发明公开了一种考虑机械臂运动约束的三维重建中相机位姿估计方法，包括：搭建机器人手眼视觉系统，同步获取RGBD相机的深度图像和彩色图像以及对应帧的机械臂位姿数据；对深度图像进行预处理，并将深度图像对齐到彩色图像；分别利用当前帧和上一帧的彩色图像、深度图像以及对应帧的机械臂位姿数据构建相应的光度误差函数、几何误差函数和三维坐标误差函数；对三种误差函数进行加权联合生成最终误差函数；对最终误差函数进行非线性迭代优化，求解相机的相对位姿。本发明在三维重建过程中，利用RGBD相机所输出的深度图像和彩色图像以及对应帧的机械臂位姿数据构建相应误差函数，通过联合优化三种误差函数提高了相机位姿估计的准确度。
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公开(公告)号：CN102662410A
公开(公告)日：2012-09-12
申请号：CN201210166740.3
申请日：2012-05-24
Applicant: 南开大学
IPC: G05D3/12
Abstract: 本发明公开了一种面向运动目标追踪的视觉系统及其控制方法，涉及视觉系统领域，摄像机实时采集图像，并将图像传输给车载计算机，车载计算机对图像进行处理，获取平台的运动方向、距离和速度，并将运动方向、距离和速度传输给控制电路，控制电路将运动方向转换为电压信号、速度转换为方波信号，距离转换为控制时间，在控制时间内将电压信号和方波信号传输给与步进电机相连接的驱动电路，驱动电路将电压信号和方波信号转换为驱动信号，通过驱动信号控制步进电机的转动。通过本发明使得被跟踪目标保持在移动机器人的有效观察范围内，从而达到准确跟踪目标的目的。
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