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警惕非法金融借创新概念迷惑投资人

发布时间:2021-02-16 16:27:38 所属栏目:外闻 来源:互联网
导读:另外,我们也实现了变速下的自动导航行走,这是我们在清华校园内拍摄的短片,视频中的自行车可以从低速到高速,通过不同粗糙程度、不同材质的路面,我们在其中加入了传感器进行路面识别,它也可以按照比较简单的路径进行导航。 无人自行车能够达到这样的效果

另外,我们也实现了变速下的自动导航行走,这是我们在清华校园内拍摄的短片,视频中的自行车可以从低速到高速,通过不同粗糙程度、不同材质的路面,我们在其中加入了传感器进行路面识别,它也可以按照比较简单的路径进行导航。

无人自行车能够达到这样的效果,我们做了几件事。除了实现机器人控制外,还加入了感知模块,所以这是我们的动力学模型。


 

另外,我们可以看到方程中很多参数都与速度相关。只要速度变化,动力学方程就会改变,这对我们来说是一个有意思的挑战,如果能够解决速度的影响,我们的控制算法就能向前更近一步。

单一速度下的车把转向控制依靠普通的控制手段就可以解决,我觉得大二、大三的学生可以尝试做固定速度的自行车实验。我们要做的是如何解决变速下的车把转向平衡控制。

以前我们尝试过采用速度估计+分段控制的方法实现变速控制。当时我们用了1个多⽉的时间⼈为调整了20段左右的参数,随着速度变化去切换,就可以⽐较好地解决车的稳定性问题;再⽤这些数据做初始参数去做强化学习,效果还会更好⼀点,可以适应地⾯材质。遗憾的是,在零初始知识的情况下的学习没有成功,虽然⽤Segway平衡车在零知识的情况下的强化学习我们做成了正负10 度范围内的平衡。因为基本学到的是线性部分的知识,所以就没有⽤到⾃⾏车上。因此,我们得出结论,“暴⼒”的强化学习可能不适合这个问题,还需要进一步探索。

我们的无人驾驶自行车是在普通自行车后轮加驱动器,在前车把加转向,加刹车、控制器和相应的各种传感器、电池,这样自行车已经能够实现定速驾驶。其实任何控制器通过反馈控制本身就具有一定的鲁棒性,所以它在基本路面行走是没有问题的。只要把各种速度下的参数都对应好,实现平滑切换就可以做到比较好的鲁棒性。

 

人对自行车的控制能力很强,比如大家在校园里或者没有障碍的路面可以松手骑自行车。那么如何让自行车保持平衡,并自主行进呢?其实这里面涉及很多力学原理,总体来讲有以下几方面的影响因素。

  • 如果自行车在圆弧轨道上行驶就会产生离心力,这个离心力会帮助它保持平衡。

  • 自行车特殊的前叉结构——前叉角度和前轮拖曳距,这两个物理参数的变化会自动让车把自动扶正并保持平衡中起到重要作用。

  • 整个车体质量的均衡分布也是让保持平衡的原因之一。

  • 人在骑车时,上身运动会产生反作用力让自行车保持平衡。

  • 车轮的陀螺效应,陀螺力矩会帮助车保持平衡。

  • 加装反作用轮(航天器上经常用),或者加力矩陀螺会产生平衡作用。

上述的前两项是我们的研究方向,中间三项需要加装外部装置,与独立自行车没有关系,最后一项是与研究原理不相关。所以我们只选择了最前面两项。

我们利用前两项做控制的时候遇到了一些难点,比如低速、变速行驶影响离心力,风力干扰,大坡度,载荷变化,车轮与不同地面的相互作用等。

以下是一个相对简单的自行车动力学模型,其中的车身、车把和行驶速度可以用三个变量来描述,描述完这三个变量以后我们可以得到一个动力学方程,这个方程具有很强的非线性,而且不同状态下的角度和车速是耦合的,它对参数也很敏感。


(编辑:阜阳站长网)

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