蛇形机器人的运动控制研究

蛇形机器人具有很高的运动稳定性和环境适应性,非常适应于不确定性及复杂的环境中工作,如地震救援、火灾以及其他自然灾害等等.该文研究了一种正交模块组成的蛇形机器人,采用PXA270芯片作为主控制器和AVR128单片机作为从控制器,实现了主从分布式控制.在简化的Serpentine曲线基础上,研究了由离散关节组成的蛇形机器人控制,最后得到机器蛇运动时各个关节电机相应的旋转角度和旋转速度,并通过安装超声波传感器测距实现了自主避障.实验结果表明方案是可行和可靠的.     

基于广义势场的多机器人避碰算法

针对目前多机器人避碰算法存在的计算复杂、缺乏普适性等的局限性,以传统人工势场法为基础,将协商和意愿引入人工势场范畴,提出了多机器人系统运动规划的广义势场算法.该算法以物理空间障碍为基础构造排斥势场,以意愿为基础构造吸引势场,并通过排斥势场与吸引势场的拓扑积构成人工势场.在人工势场中,通过对势场中微团运动趋势的求解就可得出所需的路径规划.实验证明,该算法不仅具有人工势场法系统模型构造简单、能够进行最优路径规划的优势,而且在系统运行过程中有效地避免了系统死锁的发生.     

基于三维雷达的非结构化路面识别

为解决非结构化路面条件下路面识别问题和提高障碍识别的准确性,采用IBEO LD-ML四线雷达设计出一套越野环境障碍识别系统,并根据系统提出一种障碍分块算法.应用角度和长度双阈值对已得数据进行归类并进行分块,提取出阻碍车辆正常行进的区块.通过实车试验验证整个系统的可靠性、算法的准确性和实用性,试验结果表明,该系统可以实时地提取障碍目标,为智能车辆在越野环境下行驶提供实时路面评价方法.     

基于产生式规则的机器人动态避障

以中型自主足球机器人为对象,研究其动态避障情况.依据传感器输入信息进行特征识别,选择距离机器人最近的为首要躲避障碍,利用产生式规则进行机器人避障控制,对远距离和近距离障碍采用不同的避障策略,并引入虚拟点以躲避碰撞.在仿真和实时环境下进行了实验,分析了障碍位置不同和输入参数不同情况下的避障情况,并与传统人工势场法进行对比,避免了传统人工势场法进行机器人避障时会出现陷入局部极小、抖动等问题.实验结果表明该方法能使机器人快速有效的躲避障碍.     

RFID系统中二叉树防碰撞算法性能的提升

针对RFID系统中的标签碰撞问题,提出了一种改进的二叉搜索树防碰撞算法.通过划分标签子集、动态调整冲突检测过程,以减少标签冲突和系统开销,提高识别效率.仿真结果表明,相比于目前的二叉树搜索算法,本文方法在待识别标签数量较大的情况下提高了识别效率,减少了搜索次数及阅读器与标签之间的通信量.     

一类非齐次障碍问题的很弱解的局部可积性

给出了二阶非齐次椭圆方程-divA(x,u)=f(x),u∈Krψ,θ(Ω)的障碍问题很弱解的定义,并利用Hodge分解,证明了上面提到的障碍问题很弱解的高阶可积性结果。     

D*算法在柔性输送系统路径规划中的应用研究

针对柔性传输系统(FTS)对于最短路径规划问题的要求,提出将D*算法移植并嵌入到柔性传输机器人模型的控制系统中。简要介绍并分析了D*算法的基本原理,以位置已知、环境相对确定和最低路径代价为约束条件,建立FTS的最优路径规划模型,并进行仿真实验。实验结果表明,D*算法具有较好的避障自适应性能力、较高的柔性和动态响应特性,较之Bug算法、概率路标算法(PRM)和Bellman-Ford算法等,D*算法具有较快的收敛速度和较少的计算量,适合环境相对确定、多品种小批量柔性传输系统。     

Software framework for off-road autonomous robot navigation system

This paper presents a software framework for offroad autonomous robot navigation system. With the requirements of accurate terrain perception and instantaneous obstacles detection, one navigation software framework was advanced based on the principles of “three layer architecture” of intelligence system. Utilized the technologies of distributed system, machine learning and multiple sensor fusion, individual functional module was discussed. This paper aims to provide a framework reference for autonomous robot navigation system design.     

一种新型微型仿生机器鱼控制系统的设计

针对ICPF（ionic conducting polymer film）驱动的微型智能仿生机器鱼进行研究.以鱼类为仿生对象,通过对鱼类游动机理的仿生学研究,设计了鱼形结构的主体框架、两自由度的胸鳍和尾鳍推进机构及基于AVR单片机的机器鱼硬件控制系统.针对微型仿生鱼运动特点,设计了直线巡游和转弯运动等运动模式及自动避障功能.最后建立了仿生机器鱼实验系统,进行了仿生机器鱼驱动性能测试和推进实验,实现了仿生机器鱼的避障功能,验证了系统设计的可行性.     

基于超声的非完整移动机器人避障控制

介绍了路径规划的发展状况,并对非完整移动机器人的模型进行了讨论.为实现非完整移动机器人的自主避障,给出了移动机器人的超声定位结构,并提出一种基于超声避障的控制策略,对不同方向上的障碍作不同的考虑,突出正前方的障碍.将避障策略应用于实验平台,结果表明,移动机器人能在布满障碍的环境中有效实现避碰.