基于改进人工势场法的移动机器人路径规划

针对势场法的障碍物附近目标不可达的问题,改进了传统人工势场斥力函数,确保目标点是机器人的势场全局最小点,使得机器人顺利到达目标点。针对势场法的局部最小值问题,提出了一种连接局部最小值区域障碍物的方法,建立了机器人离散传感器模型,使机器人快速走出局部最小值区域。改进后的人工势场法适用于复杂室内环境下的机器人路径规划。仿真结果证明了该方法的有效性。     

改进人工势场法的移动机器人路径规划研究

人工势场法是机器人局部路径规划常用的一种方法.分析了传统的人工势场法由于局部最小问题而导致规划失败的原因.提出了一种改进的势场函数,并对改进势场函数的规划方法进行分析,发现该方法并不能完全解决局部极小问题.通过在改进势场函数基础上采用添加附加控制力的方法,使机器人尽快跳出局部极小点.仿真结果表明,该方法是有效的.     

基于混合势场法的移动机器人路径规划

针对目前移动机器人在路径规划中出现的问题,提出一种自主移动机器人路径规划的新方法——混合势场法。分析了人工势场法的不足,找出局部极小值点的形成原因;针对人工势场法中障碍物附近目标不可达问题,采用了在斥力场函数中加入斥力因子,使得机器人顺利到达目标点;针对陷入局部极小值和振荡的问题,提出了混合势场法,通过将势场法和可视图法结合起来,使得机器人走出局部极小值和振荡区域。最后,将混合势场法应用于室内移动机器人的路径规划中,仿真实验证明了该方法的有效性。     

基于改进人工势场法的移动机器人路径规划

基于传统人工势场法的机器人路径规划存在障碍物附近目标不可达和局部极小点的问题。在研究该问题产生原因的基础上,提出了一种基于改进人工势场法的移动机器人路径规划算法。该算法在斥力函数中引入了机器人和目标点之间的距离,在极小点附近自主建立虚拟目标牵引点并隔离原有目标点,解决了传统人工势场法的局部极小点问题,使机器人到达了目标点。仿真结果说明了改进后算法的有效性。     

改进人工势场法在机器人路径规划中的应用

为解决传统人工势场法用于机器人路径规划时会出现规划失败的问题,分析了由于局部极小点问题而导致规划失败的原因。在已改进人工势场函数的基础上,提出了通过增加虚拟目标点和原目标点共同对机器人产生引力的方法来解决传统人工势场法中出现的局部极小点问题。在Mobotsim中对算法的仿真结果表明了该方法的可行性和有效性。     

改进的人工势场在智能餐厅服务型机器人上应用的研究

人工势场是一种常用的机器人路径规划和避障方法,然而在智能餐厅服务型机器人的应用中,存在一些问题和挑战。在此研究了改进的人工势场在智能餐厅服务型机器人上的应用。传统人工势场在路径规划和避障方面存在局部极小值等的缺点,为了克服这些问题,引入不同的算法来调节势场的作用范围。通过对比规划,改进的势场方法在智能餐厅场景下表现出更好的稳定性、收敛性和适应性。     

机器人导航中势场局部最小的水流解决法

机器人导航理论和技术是机器人技术和智能控制的一个重要研究领域,一般地可分为基于模型的环境已知的全局导航和基于传感器的环境未知的局部导航两种类型.对模型环境提出了一种新的基于虚拟水流的机器人导航算法,它整合了虚拟水流法和势场法用于机器人在已知环境中导航,并时现实的未知环境导航具有指导意义.利用虚拟水流法可以解决势场法中的局部最小的问题.仿真实验表明该算法能够克服势场法中的局部最小点问题.     

足球机器人路径规划的改进型人工势场算法研究

传统人工势场法不能适应复杂动态环境且容易产生局部极小,论文提出了一种改进型的人工势场算法,该算法考虑了机器人和障碍物的速度、加速度等动态特性,对传统人工势场进行了有效的调节,使其能更好地适应动态复杂环境,对局部极小问题进行判定,通过改变斥力场和引力场的影响力来解决局部极小问题,将该优化算法运用到足球机器人仿真比赛中,结果表明基于改进型人工势场优化算法能够在动态对抗性的环境中有效地实现最优路径规划,弥补了传统人工势场的不足。     

人工势场法在机器人避碰路径规划中的应用

利用人工势场法对机器人在特定环境中进行路径规划,并针对传统人工势场法存在的局部极小点问题,引入沿墙走行为,运用改进的人工势场法有效地克服了机器人在障碍物附近出现的反复震荡或停止不前等问题,仿真结果表明所用方法的有效性。     

基于改进人工势场法的移动机器人路径规划

针对传统人工势场法在路径规划过程中容易陷入陷阱区域和局部极小点的问题,提出了一种改进人工势场法。首先,提出安全距离概念,避免了不必要的路径,从而解决了路径过长和算法运行时间过长问题;然后,为避免机器人陷入局部极小点和陷阱区域,在算法中引入预测距离,使得算法可以在机器人陷入局部极小点或陷阱区域之前做出反应;最后,通过合理设置虚拟目标点,引导机器人避开局部极小点和陷阱区域。实验结果表明,改进算法可以有效解决传统算法容易陷入局部极小点和陷阱区域的问题;同时,相较于传统人工势场法,所提算法规划出的路径长度减少了5.2%,计算速度提高了405.56%。     

基于LLWin模块化语言与嵌入式设计的机器人控制系统设计

在工业机器人现代设计过程中,可以采用基于模型的嵌入式设计方法,进行机器人系统设计;在完成机器人总体方案设计后,用“慧鱼创意组合模型”拼装成机器人模型,采用LLWin模块化编程语言编制控制程序,对机器人进行控制,可以使机器人系统控制设计得到一个真实的验证,缩短设计周期,从而使控制系统设计优化。     

足球机器人的视觉系统的研制

足球机器人的视觉系统是足球机器人必不可少的组成部分。机器人仅依赖于其视觉系统获得比赛场上的信息。讨论了一种经济的小型的CMUcam视觉模块,把此视觉模块安装在智能机器人平台—能力风暴智能机器人上,使每一个机器人都有独立的视觉,从而使机器人成为全自主式的足球机器人。     

球面SCARA机器人示教编程系统的研究

本文介绍我室开发的新型同ＳＣＡＲＡ机器人示教编程系统的组成，示教编程原理及提高该系统教编程精度的措施，利用该示教系统能很方便地记录各种曲面形状，用计算机显示其三维图形；将示教信息经坐标变换，可使物体的信息转化为机器人的关节控制变量。     

光电混合处理系统在机器人视觉目标识别中的应用研究

分析了光电混合处理系统应用于机器人视觉识别的可行性和研究意义,评述了光电 混合处理系统在光学模式识别和机器人视觉识别领域中的研究现状．提出将JTC系统在机器 人视觉识别中的应用划分为五个研究层次,分析综述了与各类研究层次相关的形态学JTC和 三维JTC的代表性算法及JTC硬件结构,以此作为机器人视觉识别光电混合处理系统的研究基 础．     

A singularity-free motion control algorithm for robot manipulators—a hybrid system approach

This paper presents the design and implementation of a singularity-free tracking algorithm for robot manipulators using a hybrid system approach. A hybrid robot motion controller is designed to ensure feasible robot motion in the neighborhood of kinematic singularities. The hybrid control system has a two-layered hierarchical structure, a discrete layer and a continuous layer. The robot workspace is partitioned into subspaces based on the singular configurations of the robot. Switching between continuous controllers is involved when the robot travels across the subspaces. With the hybrid controller, the robot can work at the vicinity of singular configurations, but also can go through and stay at the singular configurations. The stability of the hybrid system is investigated using multiple Lyapunov function theory. Experimental results have demonstrated the advantages of the hybrid robot motion control method.     

基于ROS的ICP-SLAM在嵌入式移动机器人上的实现与优化

基于激光雷达的ICP-SLAM在机器人操作系统中无法直接运行,且通过PC实现算法时,没有高效运载计算机资源,产生资源浪费,同时降低了移动机器人系统的灵活性。通过在嵌入式系统中搭建机器人操作系统,在系统中移植MRPT函数库中的ICP-SLAM算法,对算法进行优化,调整算法运行的CPU占用率,使用基于激光雷达的移动机器人进行建图。结果表明机器人操作系统生成的栅格地图可以满足机器人自主导航的需求,SLAM效果更为直观,系统更加灵活,成本和硬件配置要求大大降低。证明优化后的算法更贴近实际的使用需求。     

足球机器人对彩球的鲁棒跟踪识别

在基于视觉的足球机器人系统中,对场上焦点目标——球的动态跟踪识别是系统设计的第一要务。针对半自主微型机器人足球比赛中的小球易受场上干扰、小车遮挡造成的识别丢失问题,提出基于预测与搜索窗的图像目标跟踪识别方法。通过最小二乘法预测丢失小球的可能位置,将图像目标搜索限制在局部小区域内,并利用搜索窗内的在线状态信息加以判断,实现运动目标被遮挡情况下的有效跟踪识别。实验与比赛结果统计表明,该方法实时跟踪识别效果好、鲁棒性强。     

Integrating a flexible anthropomorphic, robot hand into the control, system of a humanoid robot

This article presents the approaches taken to integrate a novel anthropomorphic robot hand into a humanoid robot. The requisites enabling such a robot hand to use everyday objects in an environment built for humans are presented. Starting from a design that resembles the human hand regarding size and movability of the mechatronical system, a low-level control system is shown providing reliable and stable controllers for single joint angles and torques, entire fingers and several coordinated fingers. Further on, the high-level control system connecting the low-level control system with the rest of the humanoid robot is presented. It provides grasp skills to the superior robot control system, coordinates movements of hand and arm and determines grasp patterns, depending on the object to grasp and the task to execute. Finally some preliminary results of the system, which is currently tested in simulations, will be presented.     

基于WiFi的远程目标跟踪系统设计

提出了远程目标跟踪系统的概念并实现一种远程目标跟踪系统.系统主要分为移动机器人端和远程服务器端,主要功能是移动机器人通过USB摄像头采集到实时现场视频,将实时采集到的现场视频从YUV格式硬编码为H.264格式,再通过WiFi传出给远程服务器,服务器将接收到的视频流解码并对指定目标进行跟踪算法处理后控制移动机器人追踪目标.实验结果表明:该系统可以有效实现远程的目标跟踪,验证了该设计的可行性.