基于分层马尔可夫决策过程的AUV全局路径规划研究

自主路径规划是自治式水下机器人(AUV)自主能力的重要体现,是保障AUV在大范围复杂海洋环境中自主完成使命作业的关键技术之一。提出了基于马尔可夫决策过程的路径规划方法;并建立了基本的马尔可夫决策模型和结合状态聚类的分层马尔可夫决策模型,同时给出了两种规划的仿真实验及结果分析。实验证明,此类方法能够很好地求解大范围复杂环境内AUV的二维路径规划问题。     

平面柔性并联机器人系统建模与仿真研究

利用运动弹性动力学理论和有限元方法研究了平面柔性并联机器人的动力学建模方法。分析了各运动支链的弹性位移及其耦合关系,提出了柔性并联机器人系统的运动学约束条件和动力学约束条件,综合考虑了构件的分布质量、集中质量、集中转动惯量以及杆件的各种弹性变形的影响,建立了平面柔性并联机器人的动力学模型。以平面3-RRR柔性并联机器人为例,用MATLAB语言编程进行了仿真计算,并用SAMCEF软件的计算结果验证了模型的准确性。仿真结果表明该动力学模型能正确地反映柔性并联机器人的弹性振动特性,杆件的弹性变形对机器人动平台的位置误差和方向误差具有重要影响。     

欠驱动双足步行机器人运动控制与动力学仿真

以欠驱动双足步行机器人为对象,提出一种基于落脚位置控制的运动控制算法,并对其行走控制过程进行动力学仿真。首先基于三维线性倒摆模型(3D-LIPM)控制机器人的落脚位置,建立其行走姿态的虚拟约束,利用有限时间收敛反馈控制器对行走过程进行控制,实现了机器人的动态稳定行走。最后结合MATLAB的符号运算、SIMULINK和虚拟现实技术对其控制过程进行运动学和动力学仿真。实验结果表明控制算法是可行的。     

标定方程AX=ZB的两种新解法

提出了同时确定手眼关系以及机器人坐标系到世界坐标系关系的两种算法。和现有算法相比,给出的算法分别基于对偶四元数和矩阵直积理论,均可一次计算出标定方程的旋转部分和平移部分,不存在误差的传递问题。仿真结果表明了算法的有效性,这些结论对于类似问题的求解具有一定的参考价值。     

水下机器人自主控制系统的设计与实现

水下机器人(简称AUV)的自主控制系统起着相当于人类"大脑"的作用,它是AUV的核心技术。本文在QNX操作系统下利用多线程技术设计并实现了AUV自主控制系统。介绍了AUV混杂系统结构和自主控制原理,给出了自主控制系统的多线程结构。设计了多线程同步模块,并与QNX消息传递机制相结合实现了AUV自主控制系统线程间的同步与通信。最后在半实物仿真平台上结合具体案例对自主控制系统进行了验证。仿真结果表明AUV自主控制系统能够正确协调各个线程自主完成使命。     

基于OpenGL的小型组机器人足球仿真平台设计

机器人足球是人工智能与机器人领域的基础研究课题。实现了基于OpenGL的小型组机器人足球仿真平台,并对其中的关键技术进行了讨论。仿真平台建模简单、直观,使用射线追踪算法很好地实现了世界模型的碰撞检测,对机器人的运动以及控球性能也作了精确的模拟,并实现了多种人机交互功能。三维仿真平台的应用能更好地协助实物机器人足球系统的先期调试,也为实际比赛后的数据分析提供了有利的工具。     

基于神经网络和PSO的机器人路径规划研究

提出一种神经网络和粒子群算法相结合的移动机器人路径规划方法。采用小波网络和RBF网络相结合的四层神经网络结构,克服了传统神经网络方法进行路径规划时对每个障碍均设计一些特定的隐节点,当障碍较多且环境动态时,网络结构庞大且神经元的阈值随时间的变化而需要不断改变的缺点。利用粒子群对神经网络的参数进行训练,在规定的代数内对网络参数优化,使得机器人在移动过程中能够快速响应环境的变化。通过对移动机器人在动、静态不同环境下的仿真实验,证明了方法的有效性。     

基于蚁群系统的仿真机器人足球攻防转换策略

为了提高机器人足球的整体攻防能力,在动态攻防转换策略中建立了基于蚁群系统的混合通信机制,既增强了足球机器人的协作能力,又避免了足球机器人陷入冲突或任务死锁状态,增加了攻防转换的灵活性。在该通信机制的基础上采用攻防区域划分的方法,以球的位置为驱动信息,通过信息素来确定变换队形。在FIRA仿真平台中实验表明,基于蚁群混合通信机制的动态攻防转换策略使得仿真足球机器人在比赛过程中表现出更优异的性能,改善了球队的整体攻防能力,可有效应用于机器人足球比赛中。     

变电站多功能带电智能检修平台的设计与研究

带电检修机器人是电网智能运检、安全带电作业的发展趋势及重要技术走向.本文主要针对传统带电作业方式的检修内容与应用范围受限导致难以常态化开展的缺点,以及变电设备集成化与紧凑化发展、高可靠性要求与人工带电作业安全性的矛盾,采用新型带电检修方法,通过开展自动化机器人技术在变电设备带电检修领域的关键技术研究与应用,实现替代或辅...     

改进多目标PSO算法优化机器人轨迹跟踪模糊PID控制器

为进一步提高模糊PID控制器应用于关节机器人轨迹跟踪控制的效果,本文提出了一种改进的多目标粒子群(PSO)算法优化机器人轨迹跟踪模糊PID控制器的方法.首先,设计了一种关节机器人轨迹跟踪模糊PID控制器;其次,考虑控制器输出力矩和轨迹跟踪控制偏差2个优化目标,设计了改进多目标PSO算法实现模糊PID控制器隶属函数与模糊...