模糊改进的人工势场法机器人局部路径规划

移动机器人在狭窄、障碍物繁多的密闭环境中工作,人工势场法(APF)应用于机器人避障及局部路径规划存在局部最优、目标不可达等问题,文章提出一种模糊改进的APF算法,通过重新构建障碍物斥力势场、障碍物运动速度和加速度势场、引力势场模型,克服局部最优陷阱;在某些特殊情况下,使用模糊算法给机器人提供辅助作用力,帮助机器人安全到达目标点。把改进模糊APF算法用于机器人避障,仿真结果表明:改进的控制算法应用于多障碍物环境可以帮助机器人实现安全避障。     

基于优化遗传算法的移动机器人路径规划

针对移动机器人在路径规划过程中,由于传统遗传算法中适应度函数把路径最短作为遗传到下一代主要因素,造成机器人转弯次数过多引起时间浪费问题,提出一种基于改进遗传算法的路径规划方法,通过对适应度函数添加转弯角度控制因子,把路径最短和转弯角度作为路径个体适应度函数值大小的影响因素,并对改进后的适应度函数进行了收敛性分析。最后通过MATLAB进行了仿真分析,结果表明:机器人运动轨迹更加平滑,减少了转弯次数,仿真结果说明该算法具有一定的有效性。     

基于改进D^(*)算法的巡检机器人路径规划北大核心

路径规划技术是巡检机器人的热门研究,针对传统D^(*)算法存在的如拐点多、效率低、路径安全度不高等问题,对传统D^(*)算法进行了改进,优化了子节点的选取方式,将全局地图环境分解为多个局部环境,在选取局部环境中的目标点时,以局部环境关键节点为主,舍弃无用节点和危险节点;又改进了代价估计函数,并引入平滑度函数。最终用MATLAB建立栅格地图进行仿真,结果表明:改进后的算法得到的路径转弯次数有所优化,拐点数目减少了约30%;规划效率得到了提升,规划时间节约了约20%;并且所得路径与障碍物保持了适当距离,提升了机器人运行过程中的安全性。     

轮式移动机器人个体在未知环境中实时免碰路径规划

根据人类在行走过程中避开障碍物及走向目的地的经验,结合机器人自身的结构特点,提出一种轮式移动机器人个体在未知二维环境中实时免碰路径规划方法。仿真实验表明,该算法具有很好的适用性。     

基于改进遗传算法与Morphin算法的机器人路径规划方法

为了实现动态复杂环境下机器人路径的优化,在建立栅格地图模型的基础上,针对传统遗传算法的不足,一是通过改进适应度函数使得到的路径更加平滑,二是将改进后的遗传算法与Morphin算法结合起来,使得机器人能够实时有效的躲避障碍物。仿真实验结果表明：通过结合改进遗传算法和Morphin算法的特点,能够使机器人沿着一条短而平滑的最优路径快速、安全地到达目标点。     

焊接生产线中COMAU机器人路径规划的研究

针对COMAU机器人系统的无碰撞路径规划问题,通过动态规划法解决了焊接无碰撞路径的规划,有效解决了焊接路径中碰撞和最短路径问题,实现了机器人路径的最优化。此外,把障碍物简化为一般多面体研究,解决了在多机械手系统中障碍物在机械手运动过程中产生机械干涉的问题,具有一定的科学理论基础和重要实用价值。     

基于改进遗传算法与Morphin算法的机器人路径规划方法（英文）

为了实现动态复杂环境下机器人路径的优化,在建立栅格地图模型的基础上,针对传统遗传算法的不足,一是通过改进适应度函数使得到的路径更加平滑,二是将改进后的遗传算法与Morphin算法结合起来,使得机器人能够实时有效的躲避障碍物。仿真实验结果表明:通过结合改进遗传算法和Morphin算法的特点,能够使机器人沿着一条短而平滑的最优路径快速、安全地到达目标点。     

群体机器人固定链路径形成算法

针对目前群体机器人路径形成算法规则单一、影响因素多、效率低等问题,借助马尔可夫理论和图论知识对路径形成算法进行理论建模。利用栅格法在二维地图中模拟了路径形成算法。通过改变机器人施放时间间隔,对比了路径形成算法在有无支链的情况下的搜索效率,分析出了这两种算法在有限封闭空间内的优劣,同时在有无障碍物的情况下对算法进行了测试,提出在不同场景下选用不同路径形成算法的策略。仿真结果表明,有支链路径形成算法在机器人施放时间间隔较长的前提下,对有障碍物的环境适应性更好。     

基于CCD传感器的球罐焊接机器人焊缝跟踪

主要研究以轮式移动机器人为本体的球罐焊接机器人的焊缝跟踪问题。轮式移动机器人本体难以实现实时、准确的运动轨迹控制 ,而球罐焊接工艺要求焊炬必须精确地沿焊缝以恒定的焊接速度焊接。为解决这一矛盾 ,本文首先设计了在一定运动约束条件下的轮式机器人本体与焊炬运动机构 ,建立了基于双CCD传感器的焊缝路径检测系统。在对轮式移动机器人在球罐表面移动时的运动学分析基础上 ,建立了机器人本体在一定误差范围内跟踪焊缝的控制模型 ,并设计了相应的控制策略。根据机器人与焊炬之间的运动约束关系 ,提出了焊炬位置实时精确的跟踪控制策略。现场工艺试验表明 ,所研制的球罐焊接机器人焊炬跟踪精度可达± 0 .5mm ,能够满足实际工程应用     

基于改进的势场函数的移动机器人路径规划

当用势场法对移动机器人进行路径规划时，如果目标在障碍物的影响范围之内，利用现有的热场函数，则机器人永远也到达不了目标。本文对热场函数作了改进，新的势场函数把机器人与目标之间的相对距离也考虑进去，从而确保目标点为整个热场的全局最小点，使得移动机器人能够顺利到达目标。     

基于模糊算法的水下机器人路径规划研究

针对水下机器人的工作环境的复杂性与不确定性,为了提高自主式水下机器人与外部环境交互及自主航行的能力,结合视线导航原理与模糊控制算法,提出一种未知环境下水下机器人的局部路径规划策略,可实现机器人的实时避障功能。利用测距声呐、短基线系统对环境进行探测,得到一定范围内的障碍物与目标信息,通过模糊控制器实时调整水下机器人的运动偏转角度,有效地避开障碍物,达到预定目标点。最后通过MATLAB进行仿真,构建一个仿真实验平台,交互式设置障碍物的数量、大小、形状、位置等初始信息,机器人运用该算法在多障碍物、不同路障环境下,都能较好地实现机器人避障,验证了算法的有效性。     

轮式机器人遗传模糊神经网络转向控制实验研究

为了对模型复杂的轮式地面机器人进行转向控制,应用基于遗传算法的模糊神经网络控制方法。首先建立车辆的神经网络模型,然后构造模糊神经网络控制器,再用遗传算法寻找模糊神经网络控制器的参数,最后提高控制器对速度变化的适应能力。在其中提出了性能指标要对响应曲线稳态段进行加权以减小稳态误差的思想,并对性能指标公式进行了改进。实验表明,该方法对机器人的转向控制效果良好。     

轮式移动机器人滑动转向研究综述

轮式移动机器人滑动转向涉及车体、车轮的动力学和路面的属性，是一个复杂的运动现象,本文介绍了滑动转向的原理，把解决轮式移动机器人控制问题的方法分为两大类：硬模型方法和软模型方法；介绍了滑动转向时的功耗问题和转向结构的研究现状，对轮式移动机器人转向方法的发展方向进行了展望.     

智能机器人的超声波避障技术研发及应用

智能机器人进行移动操作,其中避障技术是不可缺少的主要技术。提出了以超声波传感器和单片机控制技术,辅以驼机转动﹑电机驱动﹑电源等模块,研发智能机器人移动避障系统。测试表明:控制驼机转动使传感器灵活探测多方位障碍物,其避障性能良好,能保障机器人运行安全﹑稳定,为智能机器人避障提供了有效的手段。     

基于距离-角度多移动机器人编队避障策略

针对多移动机器人编队避障的效率低、稳定性差等问题,提出一种距离-角度优先级避障策略.根据机器人数量建立合理队形数据库;充分考虑机器人的自身安全距离和通信范围的约束进行队形和避障方式的选择;然后采用领航者-跟随者的编队控制方法,建立领航-跟随者运动模型并对其相对位姿进行运动学分析,使机器人完成稳定编队的同时安全高效地通过...     

基于自适应事件触发的非完整机器人轨迹跟踪

针对一类非完整轮式移动机器人的轨迹跟踪问题,提出一种分段自适应事件触发机制。以非完整轮式移动机器人的位姿误差运动学模型为基础,设计运动学控制器,利用Lyapunov稳定性定理证明控制系统一致稳定;基于此控制器提出了分段事件触发机制,在2个时间段内分别设计常值和自适应触发阈值参数,利用Lyapunov函数分析方法和Gronwall-Bellman不等式证明闭环控制系统一致最终有界,且相邻2次触发间隔存在正的下限。最后,通过MATLAB仿真验证了所提方法可根据系统状态误差范数自适应调整触发阈值参数,以较低的触发频率跟踪期望轨迹。     

可阵列式废旧连铸坯火焰切割机器人系统设计

针对钢厂炼钢过程中产生废坯需要人工切割的问题,研制一种可阵列式废旧连铸坯火焰切割机器人系统。火焰切割机器人主要包括直角坐标式切割机器人、火焰切割装置、连铸坯支架和PLC控制系统。通过上位机可以实现与多个PLC控制系统之间的通信从而建立多个火焰切割机器人阵列式使用的火焰切割机器人系统,用激光测距传感器测量出待切割连铸坯尺寸后,自动规划切割路径并完成切割。利用此火焰切割机器人可以代替人工,提高废坯切割的质量和效率。     

机器人弧焊成形系统中离线自动编程

目前的机器人离线编程系统大多采用图形示教方式建立机器人运动路径,然而这种编程方式对于复杂路径来说工作量仍是相当大的,而且对于路径规划直接计算得出的机器人位置数据及弧焊操作指令无法方便地形成机器人程序(relative job,JOB).文中以弧焊机器人为对象进行了离线自动编程的研究.利用MOTOMAN机器人的相对JOB数据交换格式,实现了MOTOMAN机器人相对JOB的离线自动编程,自动生成机器人程序.离线自动编程模块通过ODBC接口从弧焊成形系统中相应的规划数据库取得指令代码及数据,充分发挥数据库的优势,有利于离线编程系统的扩展.结果表明,研究的离线编程运行稳定,机器人动作连贯,焊接路径与设计吻合.     

基于切比雪夫机构的六足机器人研制

因足部能抬起离地,足式机器人的越障碍能力强,能适应复杂的路面,具有良好的应用前景。但由于控制技术、平衡性和稳定性等的限制,目前足式机器人仍处于实验室研究阶段。研制一种六足行走机器人,其本体是基于切比雪夫原理的二十杆机构,通过活动结点连接,在电机驱动及电路控制下,实现前进、后退、爬坡、翻越障碍、躲避障碍、转弯等智能化的功能。试制出样机,并进行实验验证。结果表明：该六足机器人稳定性强、行走快速,能在崎岖不平的路面行走;成本低,具有良好的市场前景