针对传统人工势场法(Artificial potential field method,APF)在6自由度双机械臂系统避障路径规划中容易陷入局部极小值这一缺陷,提出了一种改进APF与改进快速扩展随机树算法(Rapidly-exploring random trees,RRT)相结合进行避障路径规划的方法。分析了双机械臂的工作空间,确认了双臂干涉的可能性。对于双机械臂的路径规划,利用改进后的APF对主机械臂进行路径规划,并将其作为从机械臂的动态障碍物,为从机械臂规划运动路径;利用改进后的RRT自适应地选择临时目标点,解决了从机械臂路径规划时陷入局部极小值的问题;利用改进的APF对从机械臂的剩余路径进行了规划。仿真分析表明,改进后的APF-RRT算法能比传统算法更加快速准确地解决双臂系统的避障路径规划问题。

针对采用传统人工势场法对双机械臂系统进行路径规划时无法约束双机械臂整体位姿,容易陷入局部极值点的问题,对人工势场法进行改进。采用D-H法对双机械臂系统进行运动学分析,采用圆柱——半球体包络盒模型作为碰撞检测模型;构建新的势能函数对双机械臂系统规划路径;采用构建虚拟目标点的方法帮助机械臂逃离局部极值点。仿真实验表明,改进算法克服了人工势场法局部极小的缺点,实现了对双机械臂系统的路径规划。

从提高水中主动声探测仪检波器的工作性能角度出发，提出了一种能够克服传统二极管包络检波器缺点的计数检波器,通过在1ms时间内统计输入信号的脉冲个数，来区分干扰脉冲和回波信号,在Xilinx foundation series3．1软件平台上，采用VHDL（超高速硬件描述语言）和自顶向下的方法，完成了基于CPLD（可编程逻辑器件）的计数检波器设计,并进行了逻辑仿真和水下静态试验,结果表明，基于CPLD的计数检波器设计功能正确，具有一定的柔性和可升级性；起到检波和滤波的双重作用，提高了电路的抗干扰能力；并且通过在整形电路中增加限幅放大器，可以进一步提高计数检波器的性能。

介绍了PCI9054接口芯片的性能及数据传输特点,提出了一种基于PCI9054外扩异步FIFO（先进先出）的FPGA（现场可编程门阵列）实现方法。由于PCI9054内部FIFO存储器主要用于数据的读写控制,容量有限,不能满足半实物仿真系统数据传输的要求。因此,本文利用FPGA来实现外扩异步FIFO的方法。该方法采用模块化的设计思想,用FPGA作为系统的控制核心,解决了半实物仿真系统数据传输过程中由计算机中断而引起的数据传输间歇性问题。

针对PRM算法运行速度慢、难以针对狭窄通道采样的问题,提出一种栅格概率路径图算法。用栅格划分地图,并根据栅格内障碍物面积,划分栅格威胁等级,并依此使用不同采样策略。提出一种采样点落在障碍物内的重采样方法,提升了采样效率,增加了在狭窄通道内的采样。同时,改变连接策略,连接采样点时,不再遍历所有点,只与附近栅格进行连接,减少算法耗时。生成路径后,对路径进行优化与平滑,提升路径质量,使之符合移动机器人运动约束。通过仿真分析得到