自主移动机器人嵌入式控制系统研究

为提高轮式自主移动机器人控制系统的性能,采用高性能微处理器设计了一种嵌入式控制系统.基于分层递阶控制的思想将双处理器应用于不同层次,分别实现高速复杂运算和运动实时控制.系统引入了多种环境感知器件,采用模糊逻辑实现准确的运动路线控制,通过视觉对目标位置的状态提供准确的判断,具有模块化、控制灵活、可靠性高等优点.实际应用表明该控制系统具有良好的实时性和鲁棒性.     

基于增强式学习的微小型移动机器人位姿控制

根据自行设计的两轮独立驱动的微小型移动机器人的特点,利用增强式的学习方法,对输入量进行分层模糊化以及确定模糊区域,然后选取相应区域中具有重大适应值的动作控制机器人移动,得到了该机器人在无约束空间中时间优化的移动路径,实现了该移动路径的自动获得,仿真和实验均得到了满意的结果。     

一种新的移动机器人路径跟踪控制策略

阐述了移动机器人路径跟踪控制的原理,分析了移动机器人的位姿误差,通过对误差矢量进行降维处理提出了一种有效的跟踪控制策略.     

移动机器人90°折线角焊缝跟踪仿真及实验研究

针对船舶建造过程中船舱底部与甲板内侧格子形焊缝空间狭小、焊接条件恶劣的情况,设计了一轮式移动焊接机器人,通过ADAMS软件对焊缝跟踪进行运动学逆解仿真,将仿真结果用于90°折线焊缝的跟踪焊接实验,从而减少了实验次数,降低了实验成本.其仿真结果可以为机器人的准确设计与焊接跟踪实验提供依据.     

多假设跟踪的移动机器人SLAM算法

针对基于视觉定位的移动机器人自主定位过程中容易产生多种候选位姿.提出一种基于多假设跟踪的同时定位和地图创建方法.该方法通过提取图像SIFT特征进行视觉量测,修正里程计累计误差,再利用多假设跟踪方法获得当前时刻的最优位姿,实时产生环境的栅格地图,并且随着机器人的位姿变化实时更新.研究结果表明:此算法不仅能够较好地创建环境地图,而且能够有效解决机器人"绑架"问题,提高自主定位精度.     

移动机器人90°折线角焊缝跟踪仿真及实验研究

针对船舶建造过程中船舱底部与甲板内侧格子形焊缝空间狭小、焊接条件恶劣的情况,设计了一轮式移动焊接机器人,通过ADAMS软件对焊缝跟踪进行运动学逆解仿真,将仿真结果用于90°折线焊缝的跟踪焊接实验,从而减少了实验次数,降低了实验成本.其仿真结果可以为机器人的准确设计与焊接跟踪实验提供依据.     

移动机器人关键技术分析

移动机器人是机器人领域的重要研究对象,具有十分广阔的发展前景。本文从多信息融合、引导技术、通讯技术以及自动充电技术四方面对移动机器人的关键技术进行介绍分析。     

机器人操作机位姿空间的测度

自动化生产中对机器人的设计、选择和评价中存在两个弊端，一方面是用户常选择不合理的运动学指标为依据造成购得的机器人不能很好地满足工作要求；另一方面是机器人设计者往往盲目地追求对众多运动学指标的所谓全局优化，实际上却恰得其反。该文试图通过拓扑学中的空间测度来揭示机器人运动学指标之间的内在联系，从理论和实际价值的角度出发定义新的运动学指标。     

一种移动机器人系统的运动学解法

把行走机构与安装于其上的操作机作了一个整体来考虑,从末端执行器的作业要求出发,研究了机器人运动参数解的存在性条件,并提出运动参数的一种解法。     

冶炼机器人位姿标定及运行可靠性

对冶炼用CS-1双臂工业机器人现场使用中的位姿标定及运行可靠性进行了研究．提出了一种简便有效的现场标定计算模型和标定方法对机器人进行位姿标定,由标定变换矩阵补偿同一测点的实际值和计算值的误差,可同时减少机器人定位误差和由臂杆几何参数偏差所引起的运动误差,显著提高需进行连续路径控制的机器人的现场定位精度和位置跟踪精度．此外,提出了用增加机器人现有硬件的冗余功能和设置敏感器件的替代功能以提高机器人现场运行可靠性的方法．实践证明,该方法能提高恶劣环境下易失效部件的可靠度,进而提高机器人的整机使用性能     

基于Cricket无线定位的移动机器人控制系统

移动机器人系统的定位问题是移动机器人导航控制的前提.将Cricket无线定位技术与移动机器人控制系统相结合,建立一套基于无线传感器网络定位的机器人控制系统,完成了Cricket无线传感器网络定位系统与移动机器人系统的信息传输与集成,实现对移动物体的定位、导航与控制.在静止情况下,Cricket系统的定位精度较好,定位采样数据误差在3cm内波动.当移动物体以较快速度变换位置时,系统的延时时间约为60ms左右.     

垂直壁面行走机器人控制系统研制

本文介绍垂直壁面行走机器人控制系统．该控制系统采用二级计算机控制．二级计算机之间采用射频无线电通讯．上位机采用４８６微型计算机系统，下位机则采用ＲＯＲＺＥ系统新型步进控制驱动系统．上位系统能够对控制系统中的各部分以及视觉系统、作业装置系统和辅助系统的行为进行协调和管理．     

移动焊接机器人轨迹跟踪控制机制及实验

摘要： 针对目前移动焊接机器人进行滑模变结构控制的动力学研究较少,且滑模变结构控制中产生的高频振荡及其对移动焊接机器人的焊缝跟踪精度影响较大的问题,搭建了移动焊接机器人平台,建立了移动焊接机器人的运动学和动力学模型,并提出了一种能够实现移动焊接机器人高精度焊缝跟踪的新型控制算法.基于移动焊接机器人的动力学模型,采用滑模变结构控制理论对移动焊接机器人进行鲁棒性控制,并采用光滑的连续函数代替滑模变结构控制中的符号,以消除高频振荡的影响.结果表明了所提出方法的可行性和有效性.在焊缝跟踪过程中,移动焊接机器人运行平稳,得到了较高的跟踪精度.     

基于机器人操作系统的移动机器人激光导航系统

为了验证激光导航的先进性及机器人操作系统(robot operating system,ROS)的便捷性,进一步对机器人导航机理进行研究,提出了改进粒子滤波算法及改进A*路径规划,分别应用于地图构建和路径规划,并搭建了基于ROS平台的移动机器人导航试验平台,该平台具有低成本、高性能的特点。试验平台由上位机和移动机器人组成,上位机实现对机器人的控制,移动机器人配置有工控机和激光传感器,机器人通过激光传感器采集环境信息,为实现即时定位及地图构建功能提供数据支撑。研究并构建基于ROS的地图构建和自主导航功能包并通过实际环境进行试验验证。试验结果表明:构建功能包可用于机器人的激光导航中,该激光导航系统的可行且具有一定的稳定性与可靠性。     

一种遥操作移动机器人的研究与实现

移动机器人在工业制造、国防以及服务行业具有广阔的应用前景。由于环境感知、自主定位与导航等技术瓶颈的存在,完全自主移动机器人在目前还难以走向实用。采用遥操作控制,能有效地解决上述问题。对遥操作移动机器人的体系结构、环境信息感知、通讯方式、导航与控制进行了阐述,在此基础上提出的基于局域网的遥操作移动机器人具体实例,既可在危险环境下执行任务,也可用于社区保安巡逻。     

移动机器人路径跟踪控制方法的研究

介绍了移动机器人的基本硬件组成，基于预测控制的思想，提出了一种参考路径产生的新方法，这种方法可根据对机器人的运动预测，提前实现相应的控制动作，能在2～3个控制周期内准确逼近参考路径，且不存在一般反馈控制器的振荡问题，能够完成移动机器人路径跟踪的智能控制。实验表明：此控制方法可保证移动机器人沿各种参考路径行走且具有理想的鲁棒性。该技术也可应用到实用自主车的自动导航。     

进化学习模糊规则实现移动机器人的自适应导航

给出了一种轮式移动机器人导航的方法，机器人由一组动态变化的模糊规则集控制，通过遗传算法在线调整和学习模糊规则．根据机器人的运动模型构造了模糊控制器，采用变长度编码方法对规则编码，减少了染色体的尺寸和复杂度，提高了学习速度．通过竞争型小生境遗传算法解决了模糊规则的学习问题法，并分析了设计中遇到的如多条模糊规则同时激活的信度分配等问题．学习过程在二维仿真环境下完成，在自行开发的全局视觉平台上对学到的规则进行了验证．实验结果证明，该方法是正确可行的．     

开放式自主移动机器人系统设计与控制实现

采用面向对象的方法设计了一个自主移动机器人系统--Frontier-I,并将Linux/Unix 下的进程间通信机制应用到系统的设计中.该系统基于Windows操作系统,采用全向视觉,能够实现诸如避障、导航和机器人足球等复杂的任务;在模块化的设计下,系统能够方便地加入新的模块以扩展其功能.     

模糊控制在移动机器人中的应用

针对具有引导线环境下自主式移动机器人寻线和运动控制这一工程实际问题，给出了基于嵌入式PC模块用于机器人小车的控制系统设计。在此基础上运用模糊逻辑推理方法解决了自主式移动机器人的导航和避障问题。仿真研究与实际运行表明了该方法的有效性。