基于多超声传感器的机器人安全避障技术

在机器人的安全避障技术中,为了克服单个超声传感器存在幻影干扰不能准确对障碍物进行定位的缺点,提出利用多个超声传感器的测量信息,得到障碍物位置和方向的模糊关系,然后推断机器人的动作,实现机器人的安全避障.     

基于C8051F340的超声避障机器人设计

智能移动机器人是当前机器人研究的一个重要领域,具有广阔的应用潜力.以C8051F340单片机为核心,设计了一种基于超声测距的智能避障机器人,介绍了系统软硬件电路的设计与实现,设计了由舵机和超声渡传感器构成的测距模块.在不影响机器人避障的情况下,有效的减少了传感器数量,简化了硬件电路.实验结果表明模糊控制算法对环境有很大的适应性.能够实现机器人的自主避障.     

模糊神经网络信息融合方法在机器人避障中的应用

基于Takagi—Sugeno(T—S)模型的模糊神经网络不但具有模糊逻辑和神经网络两者的优点，又具有很好的学习能力。将基于T—S模型的模糊神经网络的信息融合算法应用在移动机器人的避障运动中，采用了多个超声测距传感器探测障碍物的距离和方向，经过模糊神经网络信息融合后，实现了机器人对障碍物和环境类型的识别以及无冲突的运动。实验表明：此方法能够使机器人安全避障。     

超声在移动机器人障碍物检测中的应用研究

在移动机器人的相关技术的研究中,移动机器人障碍物检测是机器人研究的一个重要方向。以上海英集斯自动化技术公司生产的MT-R机器人为研究对象,首先利用其内部安装的超声传感器及相关软件测量机器人前方障碍物的距离,得出测量结果,并分析误差原因;其次利用机器人前面三个超声传感器进行避障实验,运行过程基本能够满足一般要求,但对特殊障碍如有桌洞的障碍物,机器人钻入桌洞,无法避开。单独采用超声传感器不能满足机器人对障碍物的精确识别,有必要结合其他传感器提高障碍物的测量精度。     

移动机器人超声波避碰传感器系统设计

为了避免移动机器人在行进过程中与障碍物发生碰撞，设计了一种基于LPC2119微控制器的超声波避碰传感器系统。文章首先介绍了超声波发射电路、回波电压放大电路和检测电路的设计方法；巧妙地应用74HC154的简单电路实现了多路超声波信号的循环发射；利用LM567实现了锁相环回波检测电路，针对超声波传感器之间的回波干扰，提出了一种有效的解决方案；最后根据实验测量结果，应用最小二乘法得到了距离补偿公式，在移动机器人运行的过程中，该系统实时地循环检测机器人周围的障碍物信息，有效地避免了碰撞现象的发生。     

多自由度篮球机器人复杂路径跟踪控制系统设计

针对篮球机器人复杂路径识别精度偏低,运行能耗较大等问题,提出基于超声波的多自由度篮球机器人复杂复杂路径跟踪控制系统设计方法;通过MAX232芯片设计控制系统的接口电路,采用低功耗CMOS监控电路芯片MAX706构建监控电路,超声波能够精确提供机器人所遇障碍物距离信息,如有障碍则将接收到的信息进行转换,以电信号的形式反馈给主控板;软件部分利用主控板控制器的程序以及超声波测距程序的设计实现;实验表明,该控制系统有效提高了篮球机器人对障碍物的识别率,减小了系统运行所用能耗。     

移动机器人多传感器信息融合测距系统设计

介绍了用于移动机器人运动导航的多传感器测距系统的硬件组成和数据融合方法.测距系统由超声波测距模块、红外测距模块和数据融合模块组成,超声波测距模块和红外测距模块分别检测机器人周围环境中障碍物的距离,数据融合模块则通过SMBus总线收集两个模块采集到的距离数据,并采用自适应加权数据融合算法对这些数据进行处理,以获得可信的距离信息.实验表明,所设计的测距系统可靠性高、配置灵活,能够满足机器人自主导航中的避障要求.     

基于多超声波信息融合的小车避障算法实现

智能小车根据不同传感器的传感信号,按照一定的规则来调整小车的方位角和速度,实现自主导航。成功避障是提高非结构化环境中智能小车自主能力的关键问题之一,本文提出了一种基于模糊控制的多超声波测距传感器信息融合智能小车避障算法,该算法不仅融合了多个超声波测距传感器的测量数据,对障碍物的距离和空间方位提供准确、可靠的信息,很好的实现避障行为决策,而且不依赖于对象的数学模型,具有较好的鲁棒性。     

超声波自主探路车探测方法的改进

以往的以超声波测距为引导方式的自主导航探路车的设计,由于超声波测距的核心部件超声传感器自身的原因,无法准确地测出障碍物的方位,不能有效地完成避障行驶.这里提出一种使用步进电机驱动小渡束角超声传感器作扇形扫描的方法,使系统能够更准确地测得障碍物的方位,更有效地完成避障行驶.     

基于多数据融合的智能定位传感器避障算法研究

在智能定位传感器内增加避障算法，可使机器人拥有自动躲避障碍的能力，该文基于多数据融合设计智能定位传感器避障算法。设置激光雷达测距和超声波测距作为多传感器障碍检测的方法，获取机器人当前位置与障碍点坐标的相对几何关系，计算机器人与障碍点位置的距离，定位路面障碍点，对2种传感器收集到的数据进行多元障碍定位信息的加权融合。设置智能机器人避障轨迹目标函数以及约束条件，设计机器人避障算法，得到基于定位传感器的机器人避障方法。实验结果表明，在简单环境及复杂环境下机器人均未与障碍物相撞。在运行轨迹中随机放置障碍物，机器人能够及时完成运行轨迹的变化。由此可见，该避障算法具备较好的应用前景，可应用于各种智能机器人中。     

基于BP神经网络的移动机器人避障设计及仿真

为了解决移动机器人在复杂环境中如何高效精确地躲避障碍物的问题,提出了一种基于BP神经网络的避障方法。建立了机器人的避障运动模型并设计了神经网络避障控制系统;分析了机器人在运动过程中与障碍物的位置关系,使用超声波传感器采集距离信息,进行BP神经网络输入、输出训练并采用Matlab工具进行仿真试验。结果表明,该方法可以高效精确地实现移动机器人的自主避障,运行相对稳定、轨迹连续平滑,达到了较为理想的避障效果。验证了方法的可行性和有效性,为移动机器人自主避障提供了一种新的控制方法。     

基于模糊控制的超声波避障方法的研究

依据移动机器人上超声波传感器的布置和分组情况,将反映移动机器人当前感知环境的期望类别进行了概括。在此基础上分析了移动机器人的模糊避障原理,并建立了一种基于人的驾驶经验的模糊逻辑控制的路障躲避方法。通过对人的驾驶经验的分析,针对移动机器人建立了路障躲避的模糊规则,并给出了输入与输出变量的隶属度函数。在Simulink中模拟机器人行驶的环境,建立相应的模型对系统进行仿真,结果表明移动机器人能实现自主行驶。     

基于区块链的侦查机器人实时避障与航线控制

为弥补侦查机器人行进灵活性不足的缺陷,降低无故运动碰撞事件的发生几率,提出基于区块链的侦查机器人实时避障与航线控制算法;利用超声信号处理电路,提取可供直接应用的侦查运动节点,联合已完成配置的MoveIt避障程序,实现对侦查机器人的实时避障运动规划;在此基础上,设置LQR控制器,在控制机器人侦查航速的同时,建立必要运动操纵方程,完成对侦查机器人的运动航线控制,提升与运动设备元件相关的行进灵活性;完善P2P网络平台,以待交互的运动数据作为处理支持条件,将所有侦查信息封装至同一区块组织中,完成基于区块链的避障控制原理研究,实现侦查机器人实时避障与航线控制算法的搭建;对比实验结果表明,应用基于区块链的控制算法后,C-Space参数极值超过8.0,RRT灵敏度也提升至75%,实现了对侦查机器人的灵活性行进控制,有效抑制了无故运动碰撞事件的出现。     

嵌入式移动机器人视觉定位及地图构建系统设计

设计了一种具有定位和导航功能的嵌入式移动机器人,采用双控制器协同工作模式并具有多种感知模块;在设计的嵌入式平台上进行了单目视觉定位和导航研究;通过彩色路标和电子罗盘实现对机器人的定位,分析了摄像机成像原理,给出了世界坐标系和图像坐标系的映射关系,简化了机器人定位的难度;通过超声波传感器旋转测距获得周围环境信息,对环境信息处理后建立地图的栅格模型;实验表明该定位方法能够准确提取路标的重心,具有较好的定位精度,减少了计算时间;通过超声波数据可以比较准确的建立环境模型,能够满足避障要求。     

基于模糊避障算法的履带式搬运机器人的设计

以HC-SR04超声波传感器模块获取机器人周围环境信息,以链式叉车作为搬运货物的执行机构,以STM32F103单片机作为机器人控制器,设计了一种自动搬运并且避障的小型履带式搬运机器人。针对局部静态环境下多障碍物对系统避障的复杂性,引入了模糊控制算法,通过对机器人与障碍物之间的距离进行模糊化,建立模糊规则,实现搬运机器人的避障控制。为了提高机器人的稳定性及避障的可靠性,对直流电机建立了数学模型,并利用积分分离PID算法进行仿真,最后实验结果表明该算法提高了直流电机的控制性能。     

基于LabVIEW软件的机器人避障控制系统设计

设计机器人避障控制系统,采用传统设计方式存在避障效果差的缺点,为了避免该缺点影响系统控制效果,提出了基于LabVIEW技术的机器人避障控制系统设计。根据控制系统总体结构,采用LabVIEW技术对信息进行综合处理,并汇总到DSP 微处理器模块,从而实现机器人相对定位。依据机器人避障控制系统的硬件结构,进行系统模块化设计,通过单片机执行定时中断服务子程序,以此控制系统电路,并计算出机器人距障碍物的距离。通过RS232 串行通信线缆交换海量数据,以此设计控制器结构,其中上位机直接控制移动机器人,下位机间接控制移动机器人。使用数字控制振荡器可实现高精度参数化调制,进而输出正余弦波形。使用PAR传感器,直接与数字控制振荡器相连,具有随时启动应用的特点,采用TSR传感器可对障碍物静态、动态不同工况下进行数据采集与传输。通过JTAG标准测试协议,用于芯片内部测试,同时隔离逻辑电路和芯片引脚。依据系统软件流程,设计机器人避障功能。由实验结果可知,该系统避障效果最高可达到97%,具有良好应用价值。     

基于Netvlad神经网络的变磁力吸附爬壁机器人控制系统设计

变磁力吸附爬壁机器人是一种具有快速、灵活移动方式的爬行机器人,但其吸附力难以控制,越障稳定性较差,难以保证机器人的平稳爬行;为实现爬壁机器人在大型建筑结构外表面的自主避障,提升机器人与运动平面之间的吸附紧密性,设计基于Netvlad神经网络的变磁力吸附爬壁机器人控制系统;按照PCB控制要求,连接外置SRAM设备与传感器模块,借助驱动I/O口电路提供的电力驱动作用,控制气动阀门的闭合情况,完成变磁力吸附爬壁机器人控制系统硬件结构设计;建立Netvlad神经网络体系,通过划分控制指令程序任务的方式,确定移植参数取值范围,实现对控制协议的移植处理,联合相关硬件应用结构,完成基于Netvlad神经网络的变磁力吸附爬壁机器人控制系统设计;实验结果表明,在所设计系统作用下,障碍物所在位置与爬壁机器人所在位置之间的实测距离未大于30cm,能够有效实现自主避障,保证机器人与运动平面之间的紧密吸附。     

基于AVR单片机的智能避障小车设计

本文介绍了以ATmega128A单片机作为主控制器,以超声波测距传感器HC-SR04为主要测距元器件,以两驱动的步进电机小车作为主体,设计出智能避障小车系统.步进电机驱动器采用L297和L298构成的混合式步进电机控制器.软件部分采用模块化程序,将距离的测量、避障算法、步进电机控制分为几个子程序,综合后实现智能车的避障功能,获得了较好的效果.