厚板双面双弧焊机器人任务规划及仿真

针对低合金高强钢厚板生产效率低下,采用双面双弧不清根焊接工艺为实现机器人智能化焊接提供了可能.采用离线仿真结合集散控制实现了多种焊接方法、多个任务和多种机器人复杂焊接系统的集成.通过建立指令目录实现了多机器人编程指令的管理,设置指令目录的指令执行条件实现机器人间运动时序关系的控制,最终实现了多机器的编程与仿真.建立集中控制中心,根据工艺要求和机器人执行条件对多任务进行规划管理,实现厚板双面机器人自动化焊接任务.     

基于Petri网的智能控制结构建模

智能控制具有递阶结构，按照精度提高智能降低的原理依次为组织级、协调级和执行级。本文提出用Ｐｅｔｒｉ网对智能控制递阶结构中组织级的任务规划和协调级进行建模，并提出用Ｐｅｔｒｉ网进行任务分解的方法。本研究对于智能控制的知识表示方法研究有一定的参考意义，并对于机器人系统设计与分析具有重要的理论与应用价值。     

基于任务分解和速度分配的机器人运动规划

为了克服机器人在奇异点附近的运动障碍,提出基于任务分解和速度分配的机器人运动规划方法:将控制任务按照优先顺序分解成若干项子任务分别进行控制;根据电机的驱动能力和任务优先顺序确定各项子任务的速度分配,以便在机器人处于奇异姿态或在奇异姿态附近,其灵活性降低的情况下,机器人也能够协调运动,保证重要控制目标的实现,避免由于速度突变造成的机器人抖动、末端误差过大和控制系统不稳定现象.最后以PUMA机器人为例,说明了控制系统的构成,并通过仿真证明了文中方法的可行性.     

液压挖掘机自主挖掘系统规划级技术研究

以完善挖掘机器人自主挖掘控制系统规划级对各关节运动规划的能力为目标,提出了一种基于规则的规划级设计方案,通过智能启发式搜索方法搜索挖掘关键点以完成设定挖掘任务的分解,使得整体搜索时间小于20 s,搜索速度快且精度较高;采用基于多目标的角度最优方法解决挖掘路径点的最优插值问题,分析结果表明该算法对于动臂及斗杆的运动优化较为明显,其对应驱动液压缸的运动行程平均减少了73 mm和131 mm;采用基于动态时间最优算法完成整个过程中各关节的轨迹规划问题,并生成整个过程中各关节对应的最优运动序列。仿真分析结果表明,该方案可以有效完成设定任务的整体规划,并大幅减少挖掘过程中液压系统的冲击和振动以及驱动液压缸的运动幅度,使得挖掘机器人工作装置运动更为平稳并具有节能性。     

智能扫地机器人的全覆盖路径规划

全覆盖路径规划是智能扫地机器人重要的功能之一,但是基于单元分解方法的全覆盖路径规划对复杂的凹多边形环境分解过于细碎,规划的路径转弯多、调头多,优化效果常未达到最佳.结合扫地机器人的实际应用,在代价函数中加入了转弯和调头的开销;在单元分解时保留可合并规划的凹区域不再分解;单元内路径优化考虑了相邻区域的统一规划和单元间转移...     

面向微装配机器人的TSB分级智能控制结构

提出了一种面向微装配机器人的TSB(任务 策略 行为 )分级智能控制结构 ,该结构自上而下有三个控制层组成 :任务层、策略层和行为层 .操作者在任务层通过人机交互接口进行微装配任务规划 ,策略层将抽象的装配规划分解为具体的显微视觉伺服策略控制微装配机械手的运动 ,行为层则涉及微装配机器人基本行为的生成与执行监督 .TSB控制结构通过人机交互的方式将操作者的任务规划能力和机器人显微视觉伺服策略结合起来 ,实现了微装配机器人的半自主控制 .     

基于改进双向探索A∗算法的医疗巡检机器人路径规划研究

针对传统导航机器人在复杂大型地图中路径搜索时间长、效率低等问题,提出了一种基于医院复杂环境下的导航策略.对移动机器人在路径规划过程中遇到障碍物、接到临时任务指令以及在同一楼层中两个行驶机器人相遇3种情况,分别讨论了较为合理的路径规划方案.在医院复杂场景模拟环境下的导航策略实验结果表明:该方法能够有效减少路径规划时间,提高搜索效率.EAI移动机器人在线的医院场景模拟环境下实验结果表明:相比传统路径规划算法,该方法能够提高探寻最短路径的效率,且在连续障碍环境下仍能寻找到一条安全性更高、用时最短的最优路径.     

一种自然语言关键词的人机交互方法

为了解决在自然语言人机交互中,自然语言的多样性和歧义性造成的自然语言解析难题,设计出一种基于自然语言关键词的人机交互方法,使得非专业人士也能通过浅显易懂的自然语言协调移动机器人的运动。这种方法的大致思路在于将机器人任务过程中可能会遇到的情况用规范的自然语言句式进行表述,通过对自然语句中主干关键词和枝干描述词的提取,遍历语言指令库,匹配相应的自主行为。最后设计了运动控制实验,用自然语言指令验证了此算法的的可行性和准确性。     

基于球面贝塞尔的姿态过渡与插补方法

为了避免机器人姿态规划中反复加减速运动,节省时间,提出一种基于球面贝塞尔曲线的过渡和插补方法,用于相邻运动指令之间的姿态过渡.首先,将相邻指令的起始姿态和终点姿态表示为四元数;然后,提出球面贝塞尔曲线控制顶点的选择方法,并分析了该方法的连续性;最后,利用对球面贝塞尔曲线求导和S型加减速方法给出了插补方法,并考虑了计算的简便性.在六自由度机器人上的实验表明:角速度和旋转轴快速地过渡到下一条指令的状态,具有较好的平滑性.插补过程采用迭代求导方式,具有很好的计算简便性.     

基于视觉目标跟踪的侦察机器人导航方法

针对未知环境下侦察机器人的自主导航问题,提出了一种基于视觉目标跟踪的侦察机器人导航方法.首先利用二进制鲁棒独立元素特征(BRIEF)提取方法来检测和描述待跟踪视觉目标的局部不变特征点,在快速的特征匹配计算基础上提出由粗到精的目标定位两步法实现机器人导航过程中视觉目标的实时准确跟踪.其次对基于视觉目标跟踪的自主导航任务进行行为分解和实现,在行为中集成视觉目标跟踪算法.最后利用基于宏行为的机器人事务执行机制实现移向视觉目标的自主导航控制.实验结果表明,提出的方法能够使侦察机器人实时准确地跟踪视觉引导目标,在复杂障碍物环境下可靠地完成移向目标的自主导航任务.