二分图在足球机器人角色分配中的应用

通过数学的二分图法来计算足球机器人在角色分配方面的问题,利用二分图匹配算法对机器人在场上的角色重新分配,使机器人在场上能够得到有效的信息,通过改变角色以达到最佳的目的。     

基于视觉和超声信息的机器人行为控制

要随着机器人应用范围的不断扩展，机器人所面临的工作环境也越来越复杂，多数是未知的、动态的和非结构化的。通过对基于行为的机器人控制技术的研究，设计了一种用于完成多目标任务的移动机器人行为控制系统。将基于行为的控制技术融合进模糊控制的思想中，使移动机器人的行为通过运用模糊控制和基于优先度的行为决策来实现，并且通过视觉信息使机器人能够完成面向目标的任务。     

一种改进的多机器人队形形成算法

针对多机器人系统编队控制中的队形形成问题,提出一种改进的基于行为分解的编队控制方法。此算法采用重心法获取机器人的动态目标点,依据有限状态机的原理,将动态目标点产生的运动需求分解为机器人不同子行为,通过对子行为归一化处理得到最终行为控制矢量,控制机器人运动。实验结果表明,该方法能快速有效的形成期望的圆形队形。     

未知环境下基于行为的机器人模糊路径规划方法

针对非结构化环境下的多关节机器人实时避障问题,应用基于模糊逻辑方法,提出了一种新的未知环境下基于行为的机器人实时路径规划方法。敏感皮肤被用来探测机器人周围的障碍物。规划方法包括接近目标和绕过障碍两个行为。机器人根据周围环境的信息选择合适的行为,从而实现机器人路径规划的目标。由于应用了模糊控制,使方法具有较好的实时性,可以应用到存在未知障碍物的机器人在线运动规划中。仿真环境中存在多种类型的未知障碍物,机器人均在算法的控制下到达了目标位姿,证实了算法的有效性。     

操作机器人的行为动力学避障路径规划

将移动机器人行为动力学理论扩展到操作机器人三维空间,并应用到机器人路径规划中。在机器人动力系统中,将操作机器人末端执行器到达的目标位置作为吸引子,将所需绕过的障碍物作为排斥子,分别建立了趋向目标点和避障的行为动力学模型,并将两种行为耦合构成机器人整体的竞争动力学模型。仿真和实验结果表明:在行为动力学方程的控制下,末端执行器在避开障碍物的同时,安全有效的到达了目标点,证明了文中方法的有效性。     

基于有限状态机的宠物机器人行为建模

宠物机器人的行为是机器人扮演宠物的重要内容。对宠物机器人行为的研究并进行有效的建模仿真，有助于提高宠物机器人的功能以及机器人的研制。目前尚无针对该领域的专门研究和专项理论。该文阐述了基于有限状态机理论（FSM），利用MATLAB中Stateflow工具箱对宠物机器人的行为进行统一的描述和建模的方法，并以步态行为为例进行了具体描述和建模，对宠物机器人行为领域的研究作了有效尝试。基于该方法的成果为进一步联合仿真分析提供了简浩的状态逻辑策略。     

基于遗传算法的行为控制在机器人路径规划中的应用

对于机器人在动态环境下要达到的目标以及根据周围环境进行实时的避障问题,提出了基于遗传算法的行为控制的路径规划方法.用行为来描述机器人在达到目标点时所要执行的任务,再用遗传算法对机器人的行为控制参数进行优化,适应度函数是由路径最短和能够动态避障的评价函数进行加权求和来确定.并以足球机器人为实验平台,通过仿真实验证明了该方法的可行性.     

操作机器人轴孔装配的行为动力学控制策略

将移动机器人行为动力学理论扩展到操作机器人三维空间,并应用到机器人轴孔装配中。把轴孔装配过程分为趋向装配目标阶段和装配阶段。在趋向装配目标阶段,分别建立趋向装配目标点和避障的行为动力学模型,并将两种行为耦合构成机器人整体的竞争动力学模型;在装配阶段,建立末端执行器姿态调整动力学模型,并推导了侧向误差计算公式;在整个装配过程,利用宏/微平台和视觉/力觉伺服,对轴进行位姿调整,使其满足装配条件。仿真和试验结果表明:在行为动力学方程的控制下,末端执行器在避开障碍物的同时,安全有效地到达装配目标点,顺利完成轴孔装配,证明方法的有效性。     

足球机器人视觉系统目标识别算法的改进

介绍了国内外足球机器人视觉系统中目标识别算法的发展现状,讨论了视觉子系统中的目标识别问题,采用了一种将颜色信息从RGB空间映射到HIS空间的快速变换方法,并以此为依据采用颜色阈值法和顺序网格与种子点生长相结合的目标搜索方法确定场上的目标,进一步提高了足球机器人视觉系统的实时性.     

基于行为的机器人自学习方法研究

随着机器人智能化的不断发展,行为机器人越来越受到人们的重视。而复杂多变的运行环境,给机器人的行为设计提出了一个很大的难题。根据以往的日常经验总结出来的行为反应规则很可能适应不了各式各样的运行环境。本文提出一种机器人在线自学习方法,使机器人在没有现成的合适运行规则可循的环境运行的过程中不断总结经验,自我学习,并对学习得到的成果进行检验。实验时,不给机器人初始化任何路径规划信息,而是通过让机器人在简单环境下自行运动,由得到的实际运行结果,检验本方法的实际效果。检验结果令人满意。     

基于功能行为模拟法的移动机器人导航策略研究

论文分析了功能行为模拟法,将功能行为模拟法引入到机器人导航策略中,定义了机器人导航的功能行为,并对每种功能行为进行细致研究,最后通过仿真实验对导航策略进行验证,结果表明基于功能行为模拟法的导航策略能较好地完成导航任务。     

移动机器人导航算法研究

利用非线性微分动力系统稳定性理论,用点吸引子构造移动机器人奔向目标行为和用点排斥子构造避障行为两种行为模式,将奔向目标行为和避障行为相结合,使机器人能够根据所处环境的变化,通过行为模式权值的调整实现行为间的竞争;分析了系统稳定的基本条件,建立了基于动态方法的智能机器人行为动态导航模型;运用立体双目视觉构建局部地图,通过计算机实例仿真,验证了该机器人导航模型的可行性。仿真结果表明:该模型可以满足较为复杂未知动态环境中的导航和目标跟踪要求。     

穿戴式机器人的协调控制方法及其运动辅助机理

为改善穿戴式机器人在运动辅助过程中的人机交互柔顺性,提出了一种以中枢模式发生器(CPG)为核心的协调控制方法,利用CPG自激行为和对外交流的特性获得理想的主/从关节目标轨迹,规避了运动学和动力学逆解算。结合仿真分析和物理实验研究,阐明了所提控制方法及其运动辅助机理、停止再运动等柔性运动产生机理。结果表明,该协调控制方法具有运动辅助效果,CPG自激行为和对外交流的特性可以获得理想的主/从关节目标轨迹,且CPG的衰减停振特性能够方便地生成停止再运动等柔性运动,极大地改善了机器人的人机交互柔顺性。     

定位细胞认知机理启发的机器人导航研究综述

快速准确完成目标导航是哺乳动物赖以生存的一个重要能力,海马体和内嗅皮层是实现其空间认知及导航能力的主要脑区,网格细胞和位置细胞等多细胞的协同作用可以为大脑提供一套综合定位系统,实现了哺乳动物更高水平的认知功能。综述了哺乳动物海马相关定位细胞在机器人自主导航领域的最新研究进展,重点介绍了定位细胞认知机理启发的机器人环境建模、地图构建及行为规划与控制等领域的研究成果。最后对定位细胞启发机器人应用存在的问题进行分析和讨论,并对未来发展方向做了展望。     

尾鳍运动行为对仿鱼机器人稳态游动性能的影响

将速度收敛算法应用于仿鱼机器人自主游动的数值模拟研究中,以鱼体静止为初始条件,通过检验游动过程中的作用力动态修正游动速度,使其收敛到稳态值,进一步在收敛速度的基础上,研究尾鳍运动行为对仿鱼机器人稳态游动性能的影响,揭示其推进机理和流场结构。计算结果表明,改变尾鳍运动的相位差和最大击水角度,采用速度收敛算法可以有效地预测仿鱼机器人的稳态游动速度,进而获得尾鳍运动行为与稳态游动的推进力、功率消耗和推进效率的映射关系,三维流场结构清晰地反映了尾鳍运动行为对尾迹结构、尾迹强度的影响机制。研究结果对于预测仿鱼机器人的稳态游动速度,揭示尾鳍运动行为对仿鱼机器人稳态游动性能的影响机制,设计仿鱼机器人的运动参数具有重要意义。     

基于立体视觉的移动机器人动态避障方法

提出了一种新颖、有效地基于立体视觉的移动机器人动态避障方法。首先提取出可疑障碍物区域,然后引入最大包围盒得到障碍物投影到水平路面的二维尺寸,接着利用几何知识获取障碍物相对机器人的运动速度和可能发生碰撞的方位。最后使用基于速度改变最小原则和速度改变最佳原则来完成机器人的动态避障。仿真结果表明该方法能够使移动机器人在具有静态和动态障碍物的复杂环境中安全避障。     

全方位移动机器人编队控制研究

针对多机器人系统编队的控制问题,将编队行为分为了任务执行行为、队形保持行为、安全运行行为,并分别对各行为进行了研究,对各种传统编队方法进行了总结和比较,通过建立移动机器人的运动学模型,得到了车体运动的控制参数,提出了针对基于麦克纳姆轮的全方位移动机器人编队的基于行为的融合编队控制算法,利用Matlab软件对编队的各种行为进行了仿真。研究结果表明,该基于行为的融合编队控制算法能使全方位机器人完成编队行为,能够实现队形形成、队形保持、躲避静态障碍物、躲避机器人及驶向目标点等行为,编队基于该方法,实现迅速、可靠性高。     

基于人工情感与Q学习的机器人行为决策

提出了一种新颖的带情感权重的Q学习加权策略,并将该策略应用于虚拟机器人的行为决策.通过模拟自然情感产生机理,对害怕"进行了人工情感建模,并从自然情感所具有的生存功能角度出发,将该模型与强化学习方法相结合,与标准Q学习简单加和策略和Option分层强化学习策略进行比较的仿真实验证明了该策略具有高的成功率.该方法对于提高机器人在恶劣环境下的生存能力和自主决策能力具有很大理论意义和实际应用价值.