移动机器人动力学建模及运动控制仿真

智能移动机器人本体具有较大的惯性特征和快速运动能力，而系统的耦合性又降低了系统的可控性，这增加了机器人精确导航的难度．本文介绍了机器人系统的动力学模型，并通过PD-PID控制器进行了信号仿真．证明了该模型的合理性和PD-PID控制器对降低移动机器人紧急动作的本体惯性因素影响的有效性.     

单体移动机器人环境建模方法研究

本文综述了移动机器人环境建模的最新研究进展,介绍了环境模型的各种表示方法以及在环境模型建立过程中不确定信息的描述及处理方法,分析比较各种方法的优缺点,探讨了移动机器人环境建模存在的难点问题,并展望了该领域的研究方向。     

基于集员滤波的移动机器人动态环境建模

针对移动机器人动态环境建模中动态的障碍物/目标跟踪定位问题,提出了一种采用集员滤波框架来解决动态障碍物/目标跟踪的方法.与传统的概率估计方法相比,该方法无需噪声的概率先验假设,仅要求噪声未知但有界,从而保证了方法的普遍性和实用性,且能够获得动态目标的状态或参数的不确定性偏差边界,有利于与后继路径规划和运动控制的结合,以...     

基于激光雷达的移动机器人环境建模与避障

为了提高自主移动机器人运行的安全性和可靠性 ,提出了一种基于激光雷达的距离信息进行环境建模和避障的方法。首先简要描述了激光雷达的工作原理 ,比较了几类常用的激光雷达 ,并介绍了激光测量系统 ( laser measure-ment system,LMS)。然后给出了一种用于移动机器人环境建模和避障的算法 -时变势场法 ,在此基础上提出了改进算法 -多分辨率势场法 ,实验表明其性能优于原算法。最后讨论激光雷达在实际应用中的一些问题。目前 ,该方法已成功地应用于清华室外移动机器人 THMR- V     

基于Matlab和VR技术的移动机器人建模及仿真

利用Matlab建立移动机器人的动力学模型，在虚拟现实(VR)环境下，实时仿真移动机器人路径跟踪的运动特性，为基于Internet的机器人遥操作试验搭建了仿真平台．实验结果表明，虚拟模型准确地模拟了真实移动机器人的动力学特征；通过对模型的参数修改，为实现对真实机器人的最优控制和设计提供了可信的参考方案．     

基于混合模型的移动机器人同时定位与环境建模

提出一种基于混合地图模型的融合声纳传感器观测信息与里程计信息的同时定位与环境建模(SLAM)方法.该方法用混合模型即栅格地图模型和直线特征地图模型表示环境地图.首先,采用三区域声纳模型以及贝叶斯法则构建栅格地图,并通过在空间和时间上融合不同时刻多个声纳传感器的信息提高地图精度.然后,引入霍夫变换提取直线特征,创建直线特征地图,并通过比较地图中直线段的方向相似性、共线性与交叠性,确定全局与局部地图是否匹配.最后,利用直线特征以及扩展卡尔曼滤波器(EKF),通过状态预测、观测预测、位姿更新3个阶段估计出机器人更新的位姿信息,校正构建的地图模型,从而实现机器人的同时定位与环境地图构建.仿真实验和真实环境实验验证了该算法的可行性与有效性.     

基于粒子滤波的移动机器人SLAM算法

针对FastSLAM算法对传感器精度要求较高,不适用于方向性差的超声传感器问题,提出了一种基于超声概率栅格地图环境特征点提取匹配的移动机器人粒子滤波同时定位与地图创建(SLAM)算法.该算法可分解为机器人位姿估计和环境路标估计2个部分.基于蒙特卡罗定位原理利用粒子滤波算法对机器人运动轨迹进行估计;在建立全局超声概率栅格地图的基础上,利用概率栅格地图环境特征提取算法对环境路标坐标进行估计.实验证明,该算法较好地解决了超声测距传感器由于散射角大带来的特征点估计不准的问题,对环境路标和机器人轨迹的估计都比较准确.并对移动机器人累计误差进行了有效的补偿,减少了由于累积误差造成的移动机器人轨迹扭曲失真.     

基于粒子滤波器的室内移动机器人自定位

针对里程计和超声波传感器构建地图时由于累积误差易造成的地图扭曲失真,引入红外定位传感器作为绝对路标信息,生成全局拓扑地图,并在此基础上利用贝叶斯理论进行局部栅格地图的构建,混合地图减小了里程计的累积误差,提高了地图的稳定性.在此栅格地图中,采用改进的粒子滤波器进行定位.基于大权值粒子及周围空间描述机器人位姿置的概率更大的思想,提出了大权值自适应算法,较好地解决了传统粒子滤波器迭代过程中的退化问题.实验结果表明,在250 cm×500 cm的区域内,绝对路标栅格定位方法能够准确生成地图,改进的粒子滤波器的定位误差小于2 cm.     

基于Web的自主式移动机器人的调试仿真环境

提出了一种采用浏览器／服务端和客户端／服务端混合结构的机器人调试与仿真环境。该环境部分采用了网页技术，适用于调试和仿真多智能主体系统结构的自主移动机器人．在介绍其组成结构的基础上，详细分析了自主移动机器人调试和仿真的结构，讨论了在实时在线监控、离线数据回放、模拟仿真、真实数据仿真等几种情况下的工作模式及作用．实验结果表明，该调试仿真环境能有效地对自主移动机器人进行监控、跟踪、记录、调试、仿真，在实际项目开发中提高了系统的开发效率，缩短了开发周期．     

基于A~*算法的移动机器人路径规划

路径规划是移动机器人关键技术之一,也是实现移动机器人自主导航的前提,研究移动机器人利用栅格法创建环境地图时,在其计算资源有限的情况下,比较利用迷宫八方向搜索思想实现最短路径规划的Dijkstra算法,提出采用基于栅格划归地图的A*算法能更快实现移动机器人的无碰最短路径规划,编制了仿真程序,给出了仿真结果,可以满足移动机器人实时路径规划的需要。     

一种简单的轮式移动机器人控制器设计

研究了轮式移动机器人的轨迹跟踪控制问题.针对传统控制器设计较为复杂的问题,通过构造Lyapunov函数,并根据Lyapunov稳定性定理,推导出了具有全局渐近稳定的跟踪控制器.该方法设计简单并具有直观的稳定性分析.仿真结果证明了该控制器能过保证闭环系统所有状态渐近稳定,达到了轮式移动机器人的轨迹跟踪控制目的.     

移动机器人视觉导航的并行处理技术研究

视觉导航是自主式移动机器人智能导航的研究热点 ,但是视觉导航所需的图像计算量很大 ,导致系统延迟 .引入网格分布式并行处理系统 ,将大计算量图像进行并行处理 ,以满足机器人实时性要求 .文中做了一个 4个节点的异构平台的实验 ,展示了系统的实用性 .     

移动机器人运动控制系统设计及控制算法研究

提出了一种移动机器人的运动控制系统硬、软件结构 .此控制系统是由工业计算机 ,ADT85 0运动控制卡及相关传感器组成 ;其操作系统采用Windows98,用VC 6 .0开发 ,并应用模块化及Windows线程的多任务处理机制实现控制程序设计 ;根据状态反馈控制理论 ,设计了移动机器人路径跟踪控制算法 .实验论证了此控制系统及控制算法的有效性 .     

移动机器人分布式控制系统的设计

针对自行研制的移动机器人(IMR01)设计并实现了一个分布式控制系统. IMR01采用激光雷达平台、多视觉系统作为环境感知器. 利用2-D平面扫描的激光测距传感器, 通过传感器平台俯仰与水平的转动实现在3-D环境感知, 建立地形的高度图以分析可行区域与障碍区域. 利用光纤陀螺仪、倾角仪及里程计等传感器构建移动机器人航向制导系统. 控制系统基于多系统集成的低功耗工控机(IPC), 在硬件上具有良好的扩展性能;通过无线网桥实现车载局域网与实验室监控系统的通讯. 分布式控制系统通过异构Agent间的协作实现复杂环境下的感知与导航控制.     

轮式移动机器人行走控制研究

本文对轮式移动机器人自主行走提出了三种控制方案,通过仿真研究和实验验证了其可行性.     

利用JNI实现移动机器人本地Java控制系统

介绍了JNI,详细讨论了在Windows平台上,利用Java本地方法实现机器人本地控制系统的整个过程和方法,并阐述了实施Java本地方法过程中的一些注意点.     

基于C8051F340单片机的移动机器人避障系统设计

介绍了一种基于C8051F340单片机的移动机器人超声波测距避障系统,阐述了系统结构、工作原理、设计方法,实验结果表明该系统具有硬件结构简单、高精度、微型化等特点。     

基于粒子滤波器的移动机器人惯导传感器故障诊断

提出一种粒子滤波器方法用于诊断移动机器人惯性导航系统传感器故障.该方法将基于规则的推理与多粒子滤波器结合,利用规则推理确定机器人运动状态,每一种运动状态用一个粒子滤波器监视.该方法有效地解决了单个粒子滤波器难以表示复杂逻辑的问题,降低了每个粒子滤波器的粒子数,从而提高了诊断效率和精度.对移动机器人在5种平面运动状态下(静止、直线运动、转动等)的8种工作模式(包括1种正常工作模式和7种故障模式)进行监视的仿真结果表明,采用所提出的方法可以有效地识别惯导系统的1个或多个硬故障.