摘要：针对室内复杂环境下移动机器人单目标点导航问题,提出一种基于改进双向快速扩展随机树(RRTConnect)算法与改进动态窗口法(dynamic window approach,dwa)的单目标点导航算法。首先,结合人工势场法与RRT-Connect算法设计全局规划器,并引入范围限定函数及两棵双向RRT随机树进行扩展,优化采样和路径扩展过程,同时对全局规划器生成的路径进行平滑处理;然后,改进dwa中的评价函数,以目标点距离函数代替航向角函数以加快算法收敛并避免角度反复调整,同时实现机器人的高效动态避障;最后,以全局规划器的路径点为引导,对局部规划器进行融合以完成单目标点导航任务。研究结果表明:本文所提出的规划器能够实现机器人在复杂环境下的自主路径规划和避障;相比于其他方法,本文所提出的方法效率高,规划路径短。

摘要：This paper presents the design and experimental results of a continuous-time (CT) sigma-delta (ΣΔ) modulator with data-weighted average (dwa) technology for WiMAX applications. The proposed modulator comprises a third-order active RC loop filter, internal quantizer operating at 160 MHz and three DAC circuits. A multi-bit quantizer is used to increase resolution and multi-bit non-return-to-zero (NRZ) DACs are adopted to reduce clock jitter sensitivity. The NRZ DAC circuits with quantizer excess loop delay compensation are set to be half the sampling period of the quantizer for increasing modulator stability. A dynamic element matching (DEM) technique is applied to multi-bit ΣΔ modulators to improve the nonlinearity of the internal DAC. This approach translates the harmonic distortion components of a nonideal DAC in the feedback loop of a ΣΔ modulator to high-frequency components. Capacitor tuning is utilized to overcome loop coefficient shifts due to process variations. The dwa technique is used for reducing DAC noise due to component mismatches. The prototype is implemented in TSMC 0.18 um CMOS process. Experimental results show that the ΣΔ modulator achieves 54-dB dynamic range, 51-dB SNR, and 48-dB SNDR over a 10-MHz signal bandwidth with an oversampling ratio (OSR) of 8, while dissipating 19.8 mW from a 1.2-V supply. Including pads, the chip area is 1.156 mm2.

摘要：设计一个内部采用2位量化器的二阶单环Σ-Δ调制器.为解决反馈回路中多位DAC元件失配导致的信号谐波失真问题,该调制器采用了数据加权平均(Data Weighted Averaging,dwa)技术来提高多位DAC的线性度.Σ-Δ调制器信号带宽为50kHz,过采样率(OSR)为64,采用MXIC公司的0.35μm混合信号CMOS工艺实现,工作电压为12V.后仿真结果显示,在电容随机失配5%的情况下,该调制器可以达到55.8dB的信噪比(SNR)和60.4dB的无杂散动态范围(SFDR).打开dwa电路比关闭dwa电路的情况下,SNR和SFDR分别提高8dB和13dB.整个调制器功耗为48mW,面积仅为0.6mm2.

摘要：智能分拣机器人最优运动轨迹规划对于分拣效率和自动化程度息息相关;研究将以智能分拣机器人为例,创新性对图优化动态窗口方法的局部运动轨迹规划算法进行了分析;该方法首先利用动态窗口方法获取多条轨迹,然后引入避障和增加全局路径、点间距、非完整动力学、加速度、速度等约束到每条运动轨迹,进而创建超图;最后,采用C++软件开源的一般图优化采样生成的运动轨迹,并完成运动轨迹评价,找到最优运动路径;图优化前后dwa的局部运动轨迹规划算法在竖向方向位置的估计误差值较大,最小差值和最大差值分别为0.02 m和3.25 m,对应的时间为345 s和697 s;图优化前后dwa的局部运动轨迹规划算法的估计误差稍微偏大,差值约为0.02 m/s;改进人工势场法的局部路径规划算法、改进时间弹性带的局部路径规划算法的目标运动轨迹重合度依次为72.68%和68.25%;研究设计的图优化dwa的局部运动轨迹规划算法能够更好地实现对障碍物的合理避让,与目标运动轨迹重合度为89.25%;研究成果有效解决了智能分拣机器人最优运动轨迹规划存在的规划效率低等问题,为实际移动机器人的移动控制技术的开发提供新的可能。

摘要：为了应对电子商务迅猛发展给仓储物流行业带来的新需求和挑战,设计了一款具有自主导航、自动避障以及自动分拣功能的自动分拣机器人。该机器人上位机基于ROS操作系统实现了机器人的多点自主导航、自动避障功能;下位机则基于STM32实现了底层电机、传感器驱动控制;并且,通过上位机与下位机之间的通信,实现了机器人自主导航以及自动抓取之间的协调工作。同时,针对dwa算法掉头、避障效果差的问题,结合算法原理以及麦克纳姆轮的运动特性,对dwa算法进行优化。经实验验证,当选取sim_period=2.5时,算法优化后,机器人掉头完成时(旋转180°)的Y轴偏移量比优化前缩小了51%,运行时间也比优化前缩短了30%,并且具有更好的避障效果。

摘要：针对多机器人路径规划问题,设计了一种基于四轮差速模型的多机器人路径规划系统。首先,对单个移动机器人底盘进行建模分析,建立底盘位姿变化与速度之间的运动学关系。其次,改进机器人的全局路径规划A*算法,并结合建模分析的结果,使用局部路径规划动态窗口算法(dwa)推导机器人运动轨迹,实现多机器人动态避障功能。最后,搭建机器人实物模型和实验场景,通过机器人操作系统(ROS)平台设计多机器人自主导航,在实验场景中对所提方法进行验证,实验结果表明了该方法的可行性和稳定性。

摘要：文章介绍了一种应用于高品质音频领域的24位ΣΔ数-模转换器(ΣΔDAC)。用两个半带滤波器和一个梳状滤波器来实现64倍的过采样。优化设计选择了多位ΣΔ调制器用CT输出级用来实现高信噪比,并降低系统对时钟抖动的敏感度。dwa算法被用来实现数字-模拟接口的线性特性。整个DAC的信噪比达到96dB,动态范围90dB。采用中芯国际0.13#m工艺,整个电路面积为1.5mm2。

摘要：为了解决目前音频应用模数转换器(ADC)功耗过大的问题,提出了模数转换器低功耗设计的目标。在系统设计方面,合理选择过采样率、调制器阶数、量化位数,保证了在满足性能要求的情况下优化信号最大输入幅度和功耗;在考虑各种非理想因素的影响时,结合Simulink进行了详细的验证,获得了功耗优化的模块指标;在电路设计上部分模块采用了新结构,简化了电路模块构成,相应地减小了功耗。通过SPICE仿真得到调制器的功耗降低至200μW左右,证明了此设计达到了低功耗的优化目的。

摘要：近年来,全球疫情防控形势严峻,智能消杀机器人应运而生,成为防控疫情的重要手段。本文提出了一种基于启发式函数改进Dijkstra算法的智能消杀机器人。在ROS系统中,机器人通过SLAM建图技术实现地图的实时构建,并基于启发式函数改进Dijkstra算法进行路径规划,该方法可以大大减少搜索范围,提高搜索效率。在路径跟踪方面,机器人采用dwa算法实现精准的路径跟踪和避障。同时,机器人还配备激光雷达和摄像头等传感器,能够高效地感知周围环境。为了提高机器人的消毒杀菌效果,本文提出了一种新的消毒液喷洒方式,通过口罩识别等机器视觉技术实现消毒液喷洒、紫外光的自适应启动。通过深度学习技术实现口罩的检测和识别,自主调整消毒液的喷洒量和喷洒位置,从而有效消杀病毒和细菌。实验结果表明,该智能消杀机器人系统在复杂环境下能够实现高效地导航、准确消杀等功能,具有很好的应用前景。