离散化四足机器人自由步态控制方法

为了实现离散化四足机器人自由步态的控制,提出一种新的基于中枢神经模式发生器(CPG)的自由步态控制方法。介绍了离散化四足机器人模型,在已确定的地形中,设定四足机器人起始点与抵达点的状态。将连续步态按照离散化步态完成排序,形成排序集合。在此基础上,利用中枢神经模式发生器CPG,采用周期性振荡信号对离散化四足机器人腿部各关节进行控制,给出单独神经元模型。为了便于分析,使用互抑神经元构成的振荡器对神经元的输出信号进行改善,通过该振荡器产生规律的振荡信号,以控制离散化四足机器人完成自由步态移动。实验结果表明,所提方法能够有效控制离散化四足机器人实现自由步态移动。     

基于点云数据的自然地形分类算法

提出一种自然地形分类算法以解决移动机器人导航中的环境理解问题。在单几何特征地形分类方法的基础上,提出的算法使用从点云中提取的复合特征训练分类器。复合特征向量包含一个点几何特征和颜色特征。算法首先计算点的坐标协方差矩阵和平均法向量协方差矩阵的特征值作为几何特征。然后通过标定激光雷达坐标系和相机坐标系使点得到颜色信息,把点的颜色作为颜色特征加入复合特征向量。算法使用最大期望-高斯混合模型(EM-GMM)训练一个分类器,训练数据由人工标注。实验结果表明,与单几何特征分类方法相比,复合特征分类方法在对自然地形分类时能得到更高的正确率。     

仿真环境下多机器人焊接路径的优化

应用同心圆柱面对机器人活动空间进行细分,结合自由线弧的优点,寻找出机器人可能的焊接路径,提出了一种规划多机器人焊接加工路径的方法,按照相应原则选取自由空间弧段上的节点,并结合图论技术,实现选取的机器人焊接路径的优化,结合仿真环境进行优化算法,在解决多机器人碰撞问题的同时,大大缩短了规划时间,还为多机器人焊接路径的规划与优化问题提出了一条可能的发展路径。     

刚体机构的鲁棒变结构控制

本文针对仅装备位置传感器的刚体机构,提出了一种新的鲁棒变结构控制算法。该算法克服了传统的变结构算法中由于过大的开关项系数而激发系统的未建模模态所引起的系统振动现象。重新定义的状态变量实现了观测器和控制器的解耦。在控制器中,对滑动误差的收敛速度进行控制的新概念被首次提出。在我校自行研制的“JTR-1”教学机器人上的实验,证明了这种算法良好的性能。     

一种考虑不确定性双臂机器人的鲁棒协调控制方案

研究了双臂机器人操作工件运动过程的动力学鲁棒协调控制,在载荷优化分配的基础上建立了系统的动力学方程.针对双臂操作系统动力学模型的不确定性,基于计算力矩结构提出了一种鲁棒协调控制方案,该方案能有效克服系统的不确定性影响和抖振,使得工件运动能较好地跟踪期望的运动轨迹,而当工件匀速运动时能保证内力跟踪误差有界.对平面双臂机器人操作工件的协调运动进行算例仿真.理论分析及仿真结果证明了控制方案的有效性.     

RoboCup中型组机器人物体识别技术研究

参加RoboCup中型组机器人足球赛的机器人需要能够根据预定义的色标块准确并实时地识别出场上双方机器人和球的位置、朝向等信息。由于外界环境噪声的存在及标志物的复杂性,识别算法在保证响应速度的同时还必须保持识别的稳定,不仅要求能够正确地分辨出目标物体,还要对比赛中可能出现的异常情况加以处理,所以需要分析误识别产生的机理,并进行相应的处理。本文对基于RoboCup中型机器人足球比赛的物体识别技术进行了研究,提出了一种可靠的识别算法。该算法利用阈值选定、面积变化、色点密度等信息特征,结合运动变化预测抑制和消除各种可能影响识别精度的因素。实验证明,该算法性能可靠、处理速度快,可以较好地满足比赛的实时性要求。     

移动焊接机器人坡口自寻迹的切入角算法

为正确建立位姿调整轨迹规划的坐标系,研究了移动机器人在自寻迹过程中的关键问题--切入角的计算.结合工程应用实际,基于激光视觉传感器并根据不同的焊接坡口形式提出了3种切入角算法,同时分析了每种算法的利弊和适用场合,并重点讨论了激光视觉传感器扫描坡口方式的切入角算法.该算法不严格依赖坡口加工精度,也不需要知道确切的坡口形式,提高了算法的实用性和可靠性.试验结果表明,所提出的3种切入角算法是切实有效的,能够满足实际焊接工程需要.     

一种移动机器人SLAM中的多假设数据关联方法

针对移动机器人同时定位与建图(SLAM)中的局部数据关联问题,提出一种基于粒子滤波的多假设数据关联方法.该方法将数据关联问题转换成离散优化问题,利用多个粒子来维持多种数据关联假设,通过计算关联代价来获得粒子权重,用基本剪枝技术在粒子重采样过程中滤除错误的数据关联假设.研究结果表明:该方法弥补了经典的数据关联方法中关联假设一旦确定就不能修改的不足;与ICNN和JCBB数据关联方法相比,该方法能获得更正确的数据关联结果和更高的定位精度.     

基于Web的移动机器人控制系统研究及Java实现

以WMR－1型移动机器人为实验对象，应用Java技术，构建了包括HTTP服务器、图像服务器、机器人服务器和数据服务器的自主移动机器人远程控制系统，可以为Internet上的远程访问及操作提供服务。     

一种形状记忆合金丝驱动的微小型六足机器人

为解决有限空间中形状记忆合金（ＳＭＡ）丝驱动的转动关节臂输出角位移不足的问题,提出了两种方法：①减小关节的回转半径,用富余的输出力补偿输出角位移的不足;②在三维可用空间中布置ＳＭＡ丝,增大ＳＭＡ丝的长度,开发了一种ＳＭＡ丝驱动的六足步行机器人,机器人的肢体布局和结构符合仿生学原理,轮廓尺寸为２５ｍｍ＊２５ｍｍ＊２５ｍｍ。并介绍了一种实用该机器人静步态行走的控制策略。