前沿成果 | 导航控制技术与定位系统5大成果推荐！ 202期

栏目介绍：我们汇聚了国内外大量的优质成果库资源，均可转化交易，本期精选了5大导航控制技术与定位系统成果。如果你对本文提到的技术成果感兴趣，欢迎与企知道联系。

成果目录：
1.高精度雷达导航技术
2.无人水下滑翔机路径规划与导航控制
3.危险环境中自动化设备自主导航控制技术
4.新一代安全自动行吊视觉导航与定位系统
5.机器人暗环境中条纹投射立体视觉导航关键技术及应用

1. 高精度雷达导航技术

项目核心产品为SLAMOPTO雷达，它精度极高——角分辨率高达0.33°。产品采用激光时间飞行原理（TOF），可以实现对黑色物体的可靠检测，在各种室内环境及强烈太阳光直接照射的室外环境下均表现出色；多次回波技术，该技术能够在设备运行中，对同一位置进行多次激光回波测量，控制每一次的回波信号读取，从而达到过滤小尺寸物体的功能。可有效屏蔽灰尘、烟幕、水雾和雨雪等环境因素对激光探测的干扰，降低虚警概率，具有极高的产品稳定性和抗干扰性，产品环境适应性优于同类产品。

因此，本项目核心产品SLAMOPTO雷达，具有精度高——角分辨率高达0.33°，精度比同类产品高1‰，撞库率低；售价合适——目前市场上的进口垄断产品是我公司产品价格的2-3倍；售后服务好——国内24小时本地技术支持、本地化维修服务这三大优势，拥有占领大量市场份额的潜力。

本成果开展智能物流行业高精度激光雷达定位系统的研发，项目采用多传感器融合算法实现场景的三维地图构建，可快速有效实现路径规划和高精导航，无需安装固定的设备。在场景发生变化时，可以对其软件部分进行远程升级更新，以实现更高精度的三维地图构建与高精导航。对任务的改变也可仅通过远程操作重新通过软件更新即可，可很好满足任务和环境等改变情况。

技术成熟度：市场化阶段

成果来源：苏州大学

2. 无人水下滑翔机路径规划与导航控制

针对复杂海洋环境下，水下滑翔机航行执行长航程任务需要考虑障碍物、洋流、水深、滑翔机动力学等因素的影响，并考虑航行器的实时应用重大需求。水下滑翔机执行水下任务以锯齿运动前进时，滑翔机可能在海底与水面发生碰撞，因此规划水下滑翔机航点时需关注可航行水域的三维信息。水下滑翔机本身具有航速慢、抗流性差的特点，海洋表面流、水下层流均对水下滑翔机的出水点选择带来影响。首先，出水点的选择尽量避免漩涡水域，合适的出水点对滑翔机本身的航态影响小；其次，水下滑翔机每执行完一个锯齿运动需要完成移动动态校正，不稳定水域会加大水下滑翔机的导航修正阶段累计误差。

本项目以水下滑翔机的大洋流长距离航行与动态修正为研究中线，开展路径规划与导航研究。在路径规划方面，构建表面洋流、水底地形的海洋环境离散模型，结合实际应用的连续数据地图，提出以洋流、地形离散数据为路标，以界面软件导航连续数据为线将两者串联，并基于确定性图与智能进化方法搜索期望指令。在导航方面，考虑水下滑翔机的传感器定位特性，采用几何图像学理论分析期望出水点、实际出水点的矢量距离，预测动态流方向与大小，实施水下滑翔机的二次指令反向修正，提高路径跟踪精度。

技术成熟度：实验室阶段

成果来源：东华大学

3. 危险环境中自动化设备自主导航控制技术

通过设定合作或非合作标志物，利用视觉伺服技术对机器人等自动化设备实施无人自主控制，并在上层加入智能监控，实现远程监督、远程控制等高级功能。该技术完全无需人工操作，基于自主研制的自主式导航控制算法，能够在指定的时间内将自动化设备引导至目标地点，并能够实现准确的定位、定姿，可广泛用于自动化机械、不适于人员直接参与操作的危险环境作业，如辐射、污染、空间等特殊环境。

技术特点：

（1）基于先进的视觉伺服控制技术，无需人工干预，实现完全自主操作；

（2）对目标物体进行动态识别，准确确定目标物体的位置和姿态；

（3）根据获取的视觉信息，对三维场景进行符号描述和解释，控制机器人等自动化设备进行实时响应；

（4）该技术对于提高生产作业的工作效率，无人自动化控制等方向应用前景广阔。

技术成熟度：实验室阶段

成果来源：华侨大学

4. 新一代安全自动行吊视觉导航与定位系统

项目内容/创新点：

为提高欠驱动桥式吊车的定位消摆控制效果，本项目对桥式吊车系统的控制方法展开了更加深入的研究。

（1）二级摆型桥式吊车系统在线轨迹规划方法：设计的轨迹可在线生成，不需要提前或离线规划轨迹参数，具有优异的定位消摆控制性能；

（2）桥式吊车系统跟踪控制方法：针对现有跟踪控制方法存在的问题，设计了两种鲁棒跟踪控制方法，实验结果表明，所提误差跟踪控制方法具有良好的控制效果；

（3）桥式吊车系统调节控制方法：围绕现有调节控制方法的限制与不足，提出两种非线性调节控制方法；

（4）伴有负载升降运动的桥式吊车控制方法：在不对吊车非线性动力学模型进行任何线性化或者近似处理的条件下，提出了局部饱和自适应学习控制方法以及基于能量分析的模糊控制方法；

（5）考虑未建模动态及外部扰动的滑模控制方法：针对受外部扰动及系统未建模动态影响的二级摆型桥式吊车系统、二维桥式吊车系统，分别设计了增强耦合非线性的PD型滑模控制方法、有限时间轨迹跟踪控制方法。

技术指标：

在整个运输过程中最大吊钩摆角为1.1°；最大负载摆角为1.2°；台车停止运行后吊钩摆角的幅值：吊钩残余摆角0.39°；负载残余摆角0.23°。

技术成熟度：实验室阶段

成果来源：山东大学

5. 机器人暗环境中条纹投射立体视觉导航关键技术及应用

针对黑暗环境中机器人视觉导航难的问题，本项目提出将光栅投射和立体视觉相融合的理念，构建了条纹投射和双目视觉相结合的成像平台，提出了暗环境中立体视觉自主移动机器人导航方法，实现了暗环境中机器人自主导航的避障、自主定位与建图和视觉里程计等功能。

成果主要创新点：

（1）将条纹投射和双目视觉相结合，建立了条纹投射立体视觉传感系统，实现了暗环境中自主移动机器人导航；

（2）障碍物的精确定位和测绘：研究机器人周围环境的三维场景恢复，获得场景中障碍物分布情况；

（3）提出了一种图像序列空间特征目标的识别和立体跟踪算法，实现了机器人对环境特征的跟踪；

（4）将四元数法和非线性最小二乘法相结合，提出了机器人运动参数的精确估计算法，实现了机器人的准确定位。

技术成熟度：实验室阶段

成果来源：江苏理工学院

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