用于移动机器人的视觉全局定位系统研究

本文叙述了用于移动机器人自主导航定位的一种视觉全局定位系统技术．该视觉定 位系统由LED主动路标、全景视觉传感器和数据处理系统组成．本文主要介绍了为提高全景 视觉图像处理速度和环境信标识别可靠性、准确性的应用方法,并给出了实验结果．实验表 明,视觉定位是具有明显研究价值和应用前景的全局导航定位技术．     

移动机器人激光超声定位系统

本文提出了一种基于激光超声技术来实现移动机器人定位的方法。基于惯性导航系统的陀螺仪来提供机器人实时的方向和位置信息,新型的激光超声绝对定位系统消除机器人在惯性导航系统中方向和位置的累计误差。基于传感器、环境观测和机器人的运动建立了相应的模型,并以扩展卡尔曼滤波技术将多种传感器的信息进行融合,从而最终实现了移动机器人的精确定位。     

基于单目视觉的移动机器人全局定位

提出在基于单目视觉创建的环境地图中实现移动机器人全局定位．基于KD树的最近邻搜索实现特征匹配．应用尺度不变特征变换(SIFT)方法提取特征,并用多维向量描述,保证了对图像光强变化、尺度缩放、三维视角和噪声具有不变性．提出了一种基于RANSAC的鲁棒定位方法．在实际室内环境Pioneer3机器人上进行的实验表明本文提出方法高效、可靠．     

基于霍夫空间模型匹配的移动机器人全局定位方法

提出了一种基于霍夫（Hough）空间模型匹配的全局定位方法．该方法将经典Hough变换引入移动机器人全局定位,利用摄像机获取外界环境的局部地图特征,与给定环境模型（全局地图）在Hough空间进行匹配,由Hough变换可分解性及环境模型相关性分别获取机器人可能的位姿信息,并用一系列高斯值表示,借助求取的位姿方差及其概率分布以及给定环境模型信息剔除不可能位姿,从而最终实现移动机器人全局定位．该方法尤其适用于室内结构化环境. 实验结果表明该方法具有良好的性能．     

基于SSPF算法的移动机器人全局定位研究

传统粒子滤波器(PF)算法在移动机器人全局定位时会出现粒子退化和粒子耗尽问题,导致定位失败。提出了一种改进的PF算法即智能采样PF(SSPF)算法,该方法采用Unscented卡尔曼滤波器(UKF)算法和基于相关熵的自适应重采样算法相结合的方法,较好解决了传统PF算法所引起的粒子退化问题。由于重采样的一种极端情况会带来粒子耗尽问题,采用MH(metropolis hastings)算法,较好地解决了粒子耗尽问题。与以往方法相比,该方法可以实现准确性较高的移动机器人全局定位。     

一种新的移动机器人全局路径规划算法

提出了一种新的移动机器人全局路径规划算法．该算法不需要对环境中的障碍物特征做任何假设,也不需要建立障碍物的连通图模型,有效地克服了传统路径规划算法因为搜索而带来的计算复杂性问题,提高了算法的适应性和实时性．仿真结果证明了算法的有效性．     

基于特征热力图的移动机器人高效全局定位方法

针对大尺度场景下传统的全局定位算法搜索空间大、定位效率低的问题,提出了一种基于特征热力图的移动机器人高效全局定位方法.首先,融合光线投射和点/边特征检测算法,提取了环境栅格地图中的点/边信息;并制定了考虑随机误差的鲁棒处理策略,构建了具有鲁棒特征信息的特征热力图.此外,利用相同的策略提取了真实激光雷达点云中的点/边特征信息,并将特征信息与特征热力图进行匹配,获得了初始搜索空间.最后,对最大似然估计定位法与蒙特卡洛定位法进行了改进,实现了在初始搜索空间下的高效全局定位.在仿真场景和大尺度真实车间中进行了验证测试,相较于传统最大似然估计定位方法,计算时间下降幅度平均达到90.37％,而与蒙特卡洛定位方法相比,成功率平均提升了5.92倍.结果表明所提方法极大地缩小了定位搜索空间,有效地提高了全局定位效率和精度.     

移动机器人的全局轨迹跟踪控制

考察了移动机器人的轨迹跟踪问题,针对以前沿袭线性化的思路设计的控制律带来的局部稳定特性,基于后退(backstepplng)方法的思想设计了具有全局渐近稳定的跟踪控制器.该方法将系统分解为低阶子系统来处理,利用中间虚拟控制量和部分Lyapunov函数简化了控制器的设计并具有直观的稳定性分析.仿真结果验证了所设计控制器的有效性.     

一种移动机器人全局最优路径规划算法

针对移动机器人全局最优路径规划问题,首先提出一种基于线性操作的遍历式算法,该算法通过场扫描方式生成步长转换矩阵(STM,Step Transform Matrix),并在步长转换矩阵中搜索考虑方向一致的最短路径,从而可以得到避免不必要路径转折的全局最短路径.其次提出了一种评价标准来区分路径优劣.最后通过仿真与圆形波传播算法进行了路径规划对比实验,实验结果表明本文所提算法在所提出的路径评价标准下可以获得比波传播算法更优的路径.     

基于全局特征点匹配的全局定位方法

针对传统全局定位方法存在对传感器要求多、计算量大的问题,提出了一种基于全局特征点匹配的移动机器人定位方法。该方法采用普通2D雷达作为传感器,在机器人建立全局地图的过程中同步地提取全局特征点,在全局定位算法中,通过建立局部地图和提取局部地图特征点,实时将局部地图特征点和全局地图特征点进行匹配后求解全局位姿。在两个数据集上的测试,结果优于蒙特卡罗自适应定位（adaptive Monte Carlo localization,AMCL）和Cartographer的全局定位效果,运算速度更快。结果表明,与已有的方法相比,该全局定位方法能够更快地完成全局定位和有效减少计算资源的消耗。     

自主式移动机器人系统的体系结构

本文在分析已有的几中多智能体协调模型的基础上，提出了一种用于自主式移动机器人系统的多智能体协调模型（离散）事件状态模型，用于组织协调自主式移动机器人系统中的传感器、规划、控制等智能体协调工作，确保自主式移动机器人在复杂、不断变化的环境中自主行驶，并在自主式移动机器人项目中较好地发挥了作用。     

分布式自主移动机器人集成环境

本文详细介绍了一个基于异质分布式计算机系统的机器人集成环境——Robix，它提供用户简单的通讯模式，可以很方便地实现进程间通讯，同时提供对实时系统十分重要的分布式中断，Robix已在一个室外自主移动机器人系统ATB1的集成中得到应用．     

小口径管内补口作业机器人的研究

小口径管道对接焊缝处的内防腐处理是一大技术难题，作者研制了用于ψ７５内径的这内补口作业机器人。     

自主式移动机器人的递阶分布式监控

本文提出面向任务集成的自主式移动机器人体系结构,组成一个由分布式黑板协调和组织的多智能体系统,具有自组织、自适应的特点．应用离散事件系统的监控理论,建立单个智能体的ＤＥＳ模型,给出其满足一定运行指标的监控器,并证明整个系统的可控性     

一个可移动机器人导航的计算机视觉系统

我们设计了一个简单的、基于知识视觉的系统.它能从图象中找出道路作为可移动机器人的指南.这种模式处理意外情况是有效的.下一步将求精领域知识,使系统性能更好.     

一种移动机器人超声波导航系统

本文设计了一种用于移动机器人的超声波导航系统，介绍了系统的工作原理及结构， 并进行了样车实验．实际的导航实验表明：系统可用于室内结构环境中的移动机器人导航．     

自主式微小型移动机器人群体行为进化的研究

自主式微小型移动机器人群体面临的一些环境常常是未知的、无结构的,同时由于其 自身体积大小的限制,在目前的工业水平上也很难在其上安装一些较为先进的传感器,以致 机器人仅能获取局部的信息,这些原因使得采用传统基于任务的设计方法将十分困难,而采 用基于行为的设计方法时,也很难保证所设计的机器人行为的有效性,为此本文采用了遗传 算法,随机产生了机器人群体中各初始个体的障碍物回避行为及机器设备故障排除行为,当 群体在特定的工作环境中仿真运行时,根据环境的情况和所需实现的任务,使群体行为性能 达到了较为优化的目的．     

一个开放式移动机器人体系结构

本文首先说明了体系结构研究的内容，研究体系结构的意义，以及当前几个典型体系结构研究范例，然后较详细地介绍了开放式体系结构ＯＳＭＯＲ及其在传感器处理方面的特点，并分别讨论了结构中各模块的功能及实现方法。     

一个用于自治智能移动式机器人导航和监控的实验系统

文中重点讨论了系统实现过程中,任务分解与行走命令下达,时序分配与同步,路标定位与行走误差修正.动态障碍感知,测定与响应和特别情况紧急处理等难题的解决策略及遇到的问题.