移动机器人的导航定位和地图构建技术综述

在非结构环境或动态环境下,移动机器人必须学会如何导航。目前相关的研究主要集中于机器人定位和地图构建两个方面。本文介绍了移动机器人的主要特征和发展概况,分析了移动机器人定位技术的研究动态,总结了移动机器人地图构建的主流技术和发展趋势,为进一步的研究工作建立了基础平台。     

基于ARM9的移动机器人激光陀螺定位系统

针对亚太机器人比赛研制开发了一种用于自主移动机器人的激光陀螺全局定位系统。定位系统采用32位ARM9处理器为主控。该定位方式是通过激光测距,陀螺计算角度,从而计算出机器人的位置和角度。相对传统的码盘定位激光陀螺定位系统是一种更准确、高效的新型技术,具有实用性。     

基于Kinect传感器的移动机器人室内环境三维地图创建

针对移动服务机器人在未知室内环境下的三维感知问题,提出了一种基于低成本Kinect传感器的三维地图创建实用方法.对于机器人在运动过程中连续采集的多帧RGB-D信息,首先利用SURF算子对RGB图像提取稳定特征点并进行特征点匹配,然后结合深度图像,采用RANSAC算法剔除可能存在的误匹配点并完成初始配准,从而估计得到图像帧间粗略的相对转移关系,最后运用广义ICP算法对采集的深度图像进行精确配准,得到拼接的三维点云图.在此基础上进一步开发了移动机器人三维地图创建应用系统,实验验证了该方法的可行性和有效性.     

基于混沌粒子群——专用遗传算法切换策略的移动机器人路径规划

为了发挥粒子群算法和专用遗传算法的各自优点,提出了一种将二者结合的切换优化策略.该策略前期采用一种基于种群最优个体混沌化的混沌粒子群算法,后期选用专用遗传算法.通过大量仿真实验确定了在迭代代数、种群标准差和最优个体适应度差三种切换指标下各自的最优切换条件.与单一专用遗传算法和单一混沌粒子群算法的仿真对比表明:本文提出的切换优化策略在综合路径长度、平滑性和规划时间三个性能指标后具有一定的优越性.     

一种星轮行星轮式楼梯平地两用搬运车设计

一种星轮行星轮式楼梯平地两用搬运车主要由星轮行星轮机构、减速电机、电瓶、载物台、平衡机构、扶手、刹车、离合器等组成,利用减速电机驱动星轮行星轮,可使小车实现平稳、安全、省力的载货登接运动,通过控制离合器和调整平衡机构,可实现小车下楼和在平地上的载货运动.该搬运车具有结构合理、操作简单、高效省力和安全可靠的特点,有效解决了人们上下接搬运困难与不便的问题,具有重要的推广意义和广阔的应用前景.     

动态环境下基于行为动力学的移动机器人路径规划

通过非线性微分方程描述的移动机器人各种行为模式的演变,模拟人类路径规划方式,应用行为动力学方法对动态环境下移动机器人路径规划问题进行了研究。首先,确定了路径规划的行为变量和行为模式,构建了机器人的航向角动力学模型与速度动力学模型,并分析了不稳定不动点,以及给出相应的解决方法;其次,为了得到更好的规划路径,采用竞争模型进行行为模式权值的自适应调节;最后的仿真结果表明模型是正确的,以及权值调节是有效的。     

移动机器人研究现状及发展趋势

移动机器人目前已经遍布军事、工业、民用等领域,并还在继续快速发展。本文主要回顾了移动机器人的进展,根据不同的分类方法对移动机器人进行了分类;着重阐述了移动机器人定位和导航方法,并进行了简单比较;回顾了目前移动机器人运动控制技术,包括路径规划技术和路径跟踪技术;最后对移动机器人技术的发展趋势进行了展望。     

基于无线通讯的移动机器人远程控制系统的设计和实现

介绍了一种机器人远程控制系统的设计和实现方法,通过远程主机和机器人之间通讯的反馈控制和指令校验的方式,保证对机器人的可靠控制。该系统可以实现对机器人行走路径任务的管理和下发,使移动机器人可以全自动运行。     

基于Camshift算法的移动机器人视觉跟踪系统

通过采用自主开发的移动机器人平台,设计并实现了一种基于改进Camshift算法的视觉跟踪系统.通过预测前后两帧图像特征面积,在反向投影图像上过滤掉干扰色块.实验表明该方法能有效减小相似干扰物、遮挡等因素对视觉跟踪系统的影响.同时还提出了一种简单快速的图像解释形成机器人控制指令的方法,通过计算目标在图像上的投影到图像轴心的偏转角度来控制机器人的转动,通过计算该投影面积的大小来控制机器人的前进与停止.实验结果证明了机器人指令形成策略的有效性.     

基于作业段识别的装载机半轴载荷谱编制及其在疲劳预测的应用

为改进轮式装载机可靠性及耐久性设计中数据清洗和分析的方法,以装载机半轴为对象,优化载荷信号去噪和作业段识别的方法。利用小波自适应阈值法去除实测载荷的噪声尖峰和突变信号,并通过迭代平滑滤波法搜寻单个作业周期内同步载荷信号的极值点,识别、划分作业段为"行走段-铲掘段"。结合雨流计数和频次外推法编制载荷谱,有限元静力分析,以及Miner准则对装载机半轴进行疲劳寿命分析。结果表明:雨流计数的均幅值结果符合正态分布和三参数威布尔分布的假设性检验,疲劳分析损伤最大节点出现在万向节叉连接处,其寿命为7.22×10~8次循环。结果证实了作业段智能识别法的便利性和准确性,为传动系统疲劳分析的数据处理提供了借鉴。