基于Internet的遥操作机器人监督控制器的设计

为了解决基于事件的控制方法在基于事件参量的控制器设计上的困难,以及它给机器人的运动带来的走走停停的缺点,在基于事件的控制结构中加入了主端的预测显示控制,引入传统时间参量并建立了基于事件,时间的混合系统监督控制器模型。在保证机器人局部稳定的情况下降低了机器人控制器设计的复杂度,并使得运动操作可以连续进行,不再受遥机器人状态的限制。     

机器人手机编程系统设计

设计了一种基于手机Android系统、机器人ARM核心控制板、蓝牙系统的手机端编程系统。该系统将机器人常见控制指令函数封装成库,存储在机器人控制器内存中,Android手机端使用自主定义的控制指令,通过与机器人的蓝牙连接,将手机编程的指令传输给机器人,存储在机器人的EEPROM中,最后由机器人调取完成相应控制。该系统控制简单,一定程度上摆脱了传统的电脑编程,利用智能手机的便捷性,使得机器人编程变得更加便捷简单,并通过实验证明了设计方法的有效性。     

基于云平台的多机器人远程实时控制系统设计

目前由于机载设备的容量和处理能力有限,机器人完成复杂任务的能力受到限制。随着无线网络技术的快速发展,远程控制机器人成为了可能。以云平台为基础,设计了一种具有海量处理能力的多机器人远程实时控制系统,通过机载摄像头实时捕获画面并通过无线网络传给搭建在云平台上的后台处理系统,后台处理系统按照设定的规则对画面做出判断,并将控制指令返回给机器人执行相应动作。     

一种用于高尔夫赛的NAO机器人比赛系统设计

基于NAO机器人平台设计了一种机器人高尔夫球比赛系统,并设计制作了用于比赛的附加硬件结构,提出并实验了一种基于高尔夫比赛规则的机器人比赛系统,控制NAO机器人通过单目视觉识别周围环境和目标物,并通过运动控制设计机器人击球、行走等动作使机器人完成整个比赛流程.实验证明该系统可行,并获得江苏省第一届机器人高尔夫赛省一等奖.     

面向目标搜索的轮式机器人的设计与研究

应用嵌入式技术、无线传输技术和图像处理技术,设计搜救机器人,为防灾救灾提供技术服务.采用ARM 11微控制器LM3S9B96设计机器人和手持终端,机器人通过所携带的摄像头采集图像并进行压缩后,通过wifi传输给手持终端;手持终端用TFT液晶屏显示所接收到的远程图像信息,并通过用户界面通过wifi向机器人发送控制命令;机器人根据命令控制自身的运动以及摄像头的转动.实验结果表明,采集的图像清晰、命令执行及时可靠,能够较好地完成目标探测、搜索等任务.     

基于机器人的可重构装配系统

本文分析了市场全球化给企业带来的挑战和机遇 ,提出了基于机器人的可重构装配系统 .在分析国外在可重构制造领域的研究状况的基础上 ,提出了基于机器人可重构装配系统的设计内容和方法 ,并提出了可重构装配系统今后需研究的方向     

一种水上行走机器人的设计与实现

研究了水上行走机器人的设计问题,提出了机器人驱动腿设计算法,给出了机器人结构、控制系统和 软件的设计方法和实例．设计并实现了一种采用双电机驱动、能转向和调速、通过红外信号遥控的水上机器人,并 对机器人进行了性能测试．该机器人仿生水黾重量轻、体积小、功耗低．实验表明其性能超过了现有同类机器人．     

一种用于接力赛的NAO机器人比赛系统设计

基于NAO机器人平台设计了一种机器人接力比赛系统,提出并试验了一种基于接力赛比赛规则的机器人控制系统。通过单目视觉控制NAO机器人识别并区分周围环境和接力赛赛场跑道;通过运动控制设计控制NAO机器人完成行走转弯等动作;利用Socket通信设计 NAO机器人之间的接力通信使机器人完成整个比赛流程。设计了逆运动学求解步态算法,使比赛系统具有稳定性及快速性。实验证明该比赛系统可行,且该系统在 “软银机器人杯”2018中国机器人技能大赛中获得一等奖。     

移动机器人远程人机交互软件平台设计与实现

基于移动机器人代替人去危险场合执行探测和救援任务的应用背景,设计了一个人机交互的软件平台。采用UML对设计过程进行建模,基于组件对系统进行模块化设计;各组件并行运行,通过消息队列与消息响应的机制实现组件之间的并发式通信。软件平台基于LabVIEW的Actor框架实现,核心Actor组件基于状态机设计,协调其它组件之间的通信;设计了一个远程Actor代理,实现与基于ROS的远程机器人的本地控制系统通信,将人的指令传输给机器人并将机器人的传感信息传回给人机界面。实验系统部署在两台计算机上,一台运行基于LabVIEW的人机界面,一台运行基于ROS的P3AT控制仿真系统。实验表明,设计的软件平台各部分能够协同工作,人机交互自然顺畅,满足预期要求。     

全方位轮式下肢康复训练机器人轨迹跟踪控制

全方位轮式下肢康复训练机器人需要跟踪医生给受训者设定的轨迹.机器人自身的不确定性和患者在康复训练时对机器人运行产生的干扰会影响其跟踪性能.本文设计了一种非线性L<,2>鲁棒控制器解决上述扰动抑制问题.给出了下肢康复训练机器人的运动学模型,并由此建立了位置误差系统的动态模型.将机器人的跟踪和不确定干扰抑制归结为L<,2>...     

Adequate motion simulation and collision detection for soccer playing humanoid robots

In this paper a humanoid robot simulator based on the multi-robot simulation framework (MuRoSimF) is presented. Among the unique features of this simulator is the scalability in the level of physical detail in both the robot’s motion and sensing systems. It facilitates the development of control software for humanoid robots which is demonstrated for several scenarios from the RoboCup Humanoid Robot League.Different requirements exist for a humanoid robot simulator. E.g., testing of algorithms for motion control and postural stability require high fidelity of physical motion properties whereas testing of behavior control and role distribution for a robot team requires only a moderate level of detail for real-time simulation of multiple robots. To meet such very different requirements often different simulators are used which makes it necessary to model a robot multiple times and to integrate different simulations with high-level robot control software.MuRoSimF provides the capability of exchanging the simulation algorithms used for each robot transparently, thus allowing a trade-off between computational performance and fidelity of the simulation. It is therefore possible to choose different simulation algorithms which are adequate for the needs of a given simulation experiment, for example, motion simulation of humanoid robots based on kinematical, simplified dynamics or full multi-body system dynamics algorithms. In this paper also the sensor simulation capabilities of MuRoSimF are revised. The methods for motion simulation and collision detection and handling are presented in detail including an algorithm which allows the real-time simulation of the full dynamics of a 21 DOF humanoid robot. Merits and drawbacks of the different algorithms are discussed in the light of different simulation purposes. The simulator performance is measured and illustrated in various examples, including comparison with experiments of a physical humanoid robot.     

A New Mobile Robot Toolbox for Matlab

In this study, a wheeled mobile robot navigation toolbox for Matlab is presented. The toolbox includes algorithms for 3D map design, static and dynamic path planning, point stabilization, localization, gap detection and collision avoidance. One can use the toolbox as a test platform for developing custom mobile robot navigation algorithms. The toolbox allows users to insert/remove obstacles to/from the robot’s workspace, upload/save a customized map and configure simulation parameters such as robot size, virtual sensor position, Kalman filter parameters for localization, speed controller and collision avoidance settings. It is possible to simulate data from a virtual laser imaging detection and ranging (LIDAR) sensor providing a map of the mobile robot’s immediate surroundings. Differential drive forward kinematic equations and extended Kalman filter (EKF) based localization scheme is used to determine where the robot will be located at each simulation step. The LIDAR data and the navigation process are visualized on the developed virtual reality interface. During the navigation of the robot, gap detection, dynamic path planning, collision avoidance and point stabilization procedures are implemented. Simulation results prove the efficacy of the algorithms implemented in the toolbox.     

一个智能化的机器人仿真系统

本文介绍一个智能化的机器人仿真系统的设计与实现,包括机器人运动学及其逆问题,轨迹规划、工作空间几何描述,碰撞和干涉测试,图形生成和处理以及动画技术等内容.系统中将人工智能技术用于机器人运动学及其逆问题解的公式推导,采用图形集合运算完成图形输人并提出一种三维图形快速生成和处理的算法,能适用机器人实时图形仿真.该系统使用 Turbo-Pascal 语言在 IBM-PC 机上实现.     

全向移动机器人编队分布式控制研究

简单介绍了NuBot机器人的两个主要组成部分：全向视觉和全向运动系统，并给出了运动学分析．基于该机器人平台，提出了D-A和D-D控制两种跟踪算法．通过机器人之间的相对定位和局部通信，实现了多机器人编队的分布式控制，同时，该算法可对机器人朝向进行独立控制．针对不同情况下的编队避障问题，提出了编队变形和编队变换两种方法．仿真和实际机器人实验表明，D-A控制方法能够实现平滑的编队变换；编队变形方法能够在尽量保持原始队形的情况下保证编队顺利避障．     

安全平滑的改进时间弹性带轨迹规划算法

传统TEB(time elastic band)算法在杂乱场景下规划易出现倒退、大转向等异常行为,造成加速度跳变,控制指令不平滑,机器人受到大冲击,不利于移动机器人轨迹跟踪.鉴于此,提出一种改进TEB算法,通过增加危险惩罚因子约束规划更安全的运动轨迹,增加加速度跳变以抑制约束减小运动中的最大冲击,增加末端平滑约束以减小末端冲击,实现目标点平滑、准确到达.构建图优化问题,以机器人的位姿和时间间隔为节点、目标函数和约束函数为边,利用问题的稀疏性快速获得相应时刻点的控制量.最后,通过基于机器人操作系统的大量对比仿真测试以及真实差速机器人上的物理实验对提出的改进TEB算法进行性能验证.结果表明,改进TEB算法在复杂环境中能够规划出更安全、平滑的轨迹,减小机器人所受冲击,实现移动机器人更合理地运动.     

Dynamic localization with hybrid trilateration for mobile robots in intelligent space

In this paper, we propose a new localization algorithm based on a hybrid trilateration algorithm for obtaining an accurate position of a robot in intelligent space. The proposed algorithm is also able to estimate a position of the moving robot by using the extended Kalman filter, taking into consideration time synchronization and velocity of the robot. For realizing the localization system, we employ several smart sensors as beacons on the ceiling in intelligent space and as a listener attached to the robot. Finally, simulation results show the feasibility and effectiveness of the proposed localization algorithm compared with existing trilateration algorithms.     

柔性空间机器人振动抑制轨迹规划算法

本文首次提出了一个描述柔性空间机器人振动的可直接计算的激振力指标，进 而提出了柔性空间机器人抑振轨迹规划算法．该算法采用均匀非周期四阶B样条描述机器人 的运动轨迹，B样条的控制点作为优化参数，使用改进的微粒群优化算法，以激振力为性能 指标对轨迹进行优化求解．该方法根据激振力指标而不是待定轨迹的控制结果来判定轨迹的 抑振性能，极大地简化了规划过程．对柔性双臂空间该机器人的抑振轨迹规划仿真，表明优 化轨迹取得了良好的振动抑制效果，证明了算法的有效性．     

机器人三维图形仿真的实现

机器人三维图形仿真是机器人离线控制系统开发中的重要一环。与OpenGL程序设计、0pen Inventor程序设计相比较，运用Cortonss SDK能实现较为理想的效果。该文对此作了详细的分析比较，介绍了VRML在机器人建模中的应用，以Puma560机器人手臂为例，实现了机器人三维图形仿真。     

竞争型机器人仿真系统设计与实现

为满足竞争型机器人系统Tele-LightSaber (TLS)对竞争博弈算法和相关的视觉伺服控制策略快速验证的要求,本文结合遥击剑TLS实验平台及其作业特点,设计并实现了基于“人机智能和谐分配”的竞争型机器人仿真系统.通过系统配置及离线编程,对实验数据再现并进行误差分析,表明本仿真系统能够较好地模拟实际系统,为TLS...