基于IAPF-ACO的工业机器人运动规划

针对蚁群算法运动规划收敛慢且精度不佳的问题,提出一种改进势场蚁群(improved artificial potential field ant colony optimization, IAPF-ACO)算法。斥力计算模型引入目标调节因子解决势场寻优不可达且易陷入局部最优问题。蚁群算法计算框架加入改进势场模型,即启发信息函数中增加势场信息因子。三维障碍物空间仿真规划表明：IAPF-ACO算法在离散环境与聚集环境规划路径质量较优、规划结果较为稳定。在MATLAB搭建工业机器人仿真模型,关节空间内对规划路径点平滑处理,避障仿真结果表明,工业机器人末端位移是一条安全、平滑的运动轨迹。     

基于ROS的工业机器人运动规划仿真及试验

针对工业机器人模型构建复杂、轨迹规划算法实现困难、功能单一等问题,采用开源机器人操作系统搭建机器人控制系统,并对机器人的运动规划进行仿真和试验验证.首先利用SolidWorks软件创建机器人的统一机器人描述格式模型,并对其进行Moveit!功能包的配置;然后进行机器人空间直线和空间圆弧的轨迹规划,依据ROS的开放式运动...     

基于构形的冗余度机器人自运动规划方法

研究能够直接通过视觉信息进行实时规划的自运动规划方法．冗余度机器人的自运动受到构形约束．从构形出发就能够采用矢量方法规划机器人的自运动。以YJP-1型7自由度机器人为例，针对一类具有旋转自运动主平面的-冗余度机器人，采用基于线性约束的最小二乘法思想，即把机器人末端的运动速度为零作为线性约束条件，代入求机器人自运动逆解的极小最小二乘方程式中进行处理，得到自运动的解析表达式．数值仿真和实验验证了这种算法的有效性。     

基于行为的多自由度机器人运动规划

提出了一种有效的基于行为的多关节机械手的运动规划。该规划将低级的运动规划和高级的行为决策结合在一起，在将位于机器人工作空间中的障碍物快速映射到姿态空间中的算法基础上，通过传感信息来计算局部障碍物的信息，从而形成姿态空间中障碍物的模型。定义了几种类型的行为来描述机械手的运动，并给出了选择行为的规则。而这些行为都是用基于姿态空间的算法可实现的。该方法适于多关节机器人在非确定环境中实时规划的要求。     

空间机器人路径规划的姿态空间快速计算方法

由于航天机器人工作环境的非确定性，这类机器人运动规划问题的关键是要求规划系统具有实时性，以便与传感信息相结合。基于姿态空间路径规划方法的核心问题是如何将位于机器人工作空间中的障碍物快速映射到姿态空间中。本文利用机器人基本工作面和基本碰撞体的概念来解决快速映射障碍物的问题。研究结果表明，该方法映射障碍物的时间为毫秒级，完全可以满足机器人在非确定环境中实时规划的要求。     

工业机器人运动误差的概率分析

本文提出了一种研究工业机器人运动误差的概率分析方法。解决了机器人末端三维误差球半径(而不是误差分量)的统计数字特征的计算问题,并给出了在关节坐标空间的误差分析曲面图.此曲面图既可避开运动学求道的麻烦,又能直观、定量地反映机器人在其工作空间内运动误差的变化规律.     

浮雕造型机器人运动规划

本文论述了一种结构简单，行之有效的机器人运动规划系统，能迅速判断机器人与工件的关系，实现浮雕造型机器人无碰撞轨迹规划。     

一种直接面向位移寻优的冗余度机器人运动规划算法

针对冗余度机器人梯度投影逆解算法和数值优化方法在处理位移层面附加作业任务时存在的不足,基于自运动流形,推导出直接面向位移寻优的冗余度机器人运动规划的新算法.新算法将运动规划等效为两步来完成,首先采用非冗余关节实现末端操作器的精确位姿跟踪,然后利用附加作业对冗余关节位移的梯度来调整冗余关节,再利用机器人的自运动来实现附加作业.仿真结果表明,新算法在有效完成主任务和附加任务的同时还具有更快的求解速度,因此更适于冗余度机器人完成位移层面的附加作业任务.     

基于微型惯性测量单元的家用机器人碰撞检测方法

碰撞检测是家用机器人的重要技术之一,但是现有的机械碰撞检测板不能覆盖机器人所有部位,碰撞检测存在盲区.因此,本文结合家用机器人的实际应用,提出了基于微型惯性测量单元的碰撞检测方法;补偿了测量数据中俯仰横滚、杆臂效应、启停引起的干扰加速度,采用Mahony互补滤波器估计俯仰横滚决定的重力加速度分量;采用滑动窗积分处理加速度信号,采用幅度阈值和时间阈值作为碰撞判断标准.结果表明,本文方法准确补偿了干扰加速度,可有效检测家用机器人前后部位的轻微碰撞.本文方法提高了家用机器人的轻微碰撞检测能力.     

工业机器人冲击最优的轨迹规划算法

轨迹规划是工业机器人控制的一个重要组成部分,它对机器人性能的提高有着关键作用,为了解决目前笛卡尔空间轨迹规划加速度不连续,导致机器人运行过程中冲击过大而产生振动、机械磨损、使用寿命缩短等问题,研究冲击最优的轨迹规划算法。用S形速度曲线代替梯形速度曲线,对B样条进行插补,插补后得到笛卡尔空间的位置、速度、加速度参数,反推到关节空间进行仿真验证,仿真结果表明,利用S形速度曲线插补时各关节加速度连续,冲击有了明显减小。     

基于空间数据结构的快速碰撞检测算法

在已有的预留碰撞算法基础上,提出了一种以空间数据结构管理为核心,用简化的几何模型表示(OBB层次树)结合起来实现复杂物体间的实时碰撞检测算法,主要采用包围盒的方法对检测物体进行包围,然后对包围盒所形成的体进行结构索引,遍历体索引输出检测结果,这样在少量增加存储空间的前提下,可以提高碰撞检测的速度。     

虚拟海战场中的实时碰撞检测方法

碰撞检测在虚拟海战场仿真中起着重要作用,快速而准确的碰撞检测方法可以有效提高虚拟海战场仿真中各种武器攻击仿真的效果。在分析了虚拟海战场仿真特性的基础上,确定了采用基于方向包围盒OBB的方法,并对该方法进行了优化和改进,在满足碰撞检测结果、碰撞第一时间和碰撞位置点准确性的基础上,较好地满足了虚拟海战场仿真中实时性的要求。     

一种基于MPI的并行碰撞检测算法

提出了一种快速的碰撞检测算法.主要对虚拟空间划分,计算体元尺寸,通过检测体元内物体的状态构建物体的相邻物体链表.通过时空相关性,确定树的遍历次序,并采用MPI并行处理方式将各子任务分配到各子进程执行.实验结果表明,本算法减少了碰撞检测次数以及包围盒的遍历深度,提高了碰撞检测的效率.     

基于κ-DOPs包围盒碰撞检测算法的改进

在基于层次包围盒碰撞检测算法中,参与相交测试的包围盒的数目直接会影响到碰撞检测的速度.针对这一特点,本文利用虚拟环境中对象运动的时空相关性对k-DOPs包围盒树进行优化,通过跟踪上一时间点对包围盒树的遍历过程,确定当前时间点的遍历路径,从而有效地减少遍历过程中包围盒相交的次数,大大地提高了碰撞检测的速度.     

面向虚拟环境漫游的快速碰撞检测算法

分析了虚拟漫游中的碰撞检测失真现象,讨论了克服碰撞检测失真的方法,根据漫游碰撞检测精度要求不高的特点,提出了一种虚拟环境漫游的快速碰撞检测算法．该算法采用包围球来代替化身,先通过三次半空间剔除来建立碰撞形体集,再利用化身运动的几何连贯性将碰撞形体集分割成碰撞形体子集,最后通过实施对球与多边形的碰撞检测来计算碰撞点和可移动距离．实验表明,该算法能在基本不降低帧率的情况下对虚拟环境进行漫游,对一个由1796个形体组成的虚拟环境,碰撞检测开关处于开和关两种状态时的帧率分别为13．268帧／s和13．340帧／s．     

一种多臂机器人关节间碰撞检测快速算法

多臂机器人各运动关节被简化为在圆柱体两端分别带有半球的实体(圆柱体半径与球半径相等).对2个处于任意位置的实体,通过图形变换使其中之一的圆柱体轴线和圆柱体下底面圆心分别与空间直角坐标系的z轴和原点重合,然后根据在坐标平面上2实体正投影的干涉性和空间解析几何理论得出在3-D空间的2实体不干涉的5种可能情形,并分别给出其不干涉判别条件,进而给出了机器人运动关节的碰撞检测算法.数值实验表明该方法比其他同类算法具有较快的检测速度.     

一种基于分治和流水线技术的并行碰撞检测算法

提出了一种基于并行的碰撞检测算法,主要采用并行算法中的分治策略,建立环境中每个物体的平衡包围盒树,通过遍历每两棵包围盒树,形成对一任务树的遍历,并将所有任务树的遍历平均分配到每个处理器,然后采用并行算法中的流水线技术,通过划分进程来遍历任务树,从而加速碰撞检测算法,同时在进程中也应用了多线程技术,因而能运行于单处理机和多处理机上。     

信息采集平台中的移动侦测算法研究

通过对马尔可夫随机场（MRF）移动侦测算法理论的研究，引入分级的方法，形成图像的时空多分辨率结构，大大优化了单一分辨率MRF算法的初始化过程，并通过软件进行了实现。该算法应用于信息采集平台，可明显提高移动侦测精度，进一步提高了信息采集平台在图像处理方面的智能，具有较强的实用性。