基于过路径点的三次多项式插值函数的仿蜘蛛机器人足路径规划

针对复杂隧道环境中机器人的避障问题,提出使用过路径点的三次多项式插值算法对机器人足运动路径进行规划。设计了一个能在隧道空间灵活运动的18关节六足仿蜘蛛机器人,运用D-H建模方法对仿蜘蛛机器人足进行运动学建模,并推导了逆运动学方程式,基于蒙特卡洛法对足端可达空间进行仿真分析,并基于过路径点的三次多项式插值算法对机器人足避障轨迹进行路径规划仿真。仿真结果表明,在仿蜘蛛机器人足路径规划中应用过路径点的三次多项式插值方法能保证步行足运动动作的平滑性,从而避免了因力矩突变引起的冲击作用,同时足端能通过路径点以满足避障要求。     

一种新的编码方法解决路径规划问题

提出了一种在极坐标环境下应用遗传算法求解机器人路径规划问题的方法.该方法采用简洁有效的路径染色体编码方法和快速的个体适应度计算方法,并对生成的初始路径点集进行提炼处理,以剔除其中含有的不必要拐点;仿真结果表明该方法可以解决大范围、多障碍环境的机器人路径规划问题.     

基于虚拟目标点的足球机器人路径规划的研究

在构筑微型机器人足球系统的基础上,开发了视觉子系统和无线通讯子系统。针对足球机器人运动的决策子系统,提出了基于虚拟目标点的路径规划方法和避障算法。仿真和实验证明,这种算法在动态路径规划中的有效性。     

极坐标系下基于遗传算法的路径规划方法

提出了一种在极坐标环境下应用遗传算法求解机器人路径规划问题的方法 ,该方法采用简洁有效的路径染色体编码方法和快速的个体适应度计算方法 ,并对生成的初始路径点集进行提炼处理 ,以剔除其中含有的不必要拐点 ;仿真结果表明该方法可以解决大范围、多障碍环境的机器人路径规划问题     

改进人工势场法的机器人路径规划

提出一种改进的排斥力算法,即在传统排斥力的基础上添加与机器人和目标点之间相对距离有关的高斯函数,使机器人即能安全避开障碍物,又能在到达目标后不再受障碍物的排斥作用。此算法解决了传统人工势场法当目标点在障碍物的有效影响距离内时,由于障碍物的排斥力不为零,机器人无法到达目标点或在目标点附近往复震荡、无法停止的问题。然后,基于MATLAB软件进行仿真,验证了算法的有效性。     

立体仓库多机器人协同路径规划与冲突消解

针对立体仓库中多机器人协同路径规划问题,建立了一个具有最优作业时间和能耗的多目标路径规划模型.采用分治-协作策略将多机器人路径规划问题分解为多个单机器人路径规划子问题.在路径规划中,采用改进的蚁群算法对每个机器人的初始路径进行规划.基于时空协同约束,采用协同迭代优化策略,提出了多蚁群协同进化算法.针对路径冲突问题,设计了一种动态优先级冲突消解策略,有效地解决了多机器人冲突问题,找到了最优路径组合.仿真结果表明,该方法能有效提高多机器人的协同搬运效率,降低能耗并缩短搬运时间.     

改进人工势场法的移动机器人路径规划分析

由于传统人工势场法存在目标不可达和局部极小值点问题,在有多个障碍物的环境下非常容易导致无法路径规划。对人工势场法的特点进行了分析,提出了采用激光传感器测距模型和Wi-Fi定位算法构建路径规划的环境;对于障碍物与目标点过于接近而引起的斥力势场和引力势场同时增大继而出现的目标不可达问题,采用在斥力势场函数中增加一个距离因子的方法来使机器人能准确找到目标点;当障碍物处在机器人与目标点之间时,机器人很容易陷入局部极小值点的情况,采用旋转斥力一定角度的方法使机器人逃离极小值点,绕开障碍物而迅速向目标点移动。仿真实验证明了该方法能够成功规划出一条平滑无碰撞的路径。     

基于遗传算法的行为控制在机器人路径规划中的应用

对于机器人在动态环境下要达到的目标以及根据周围环境进行实时的避障问题,提出了基于遗传算法的行为控制的路径规划方法.用行为来描述机器人在达到目标点时所要执行的任务,再用遗传算法对机器人的行为控制参数进行优化,适应度函数是由路径最短和能够动态避障的评价函数进行加权求和来确定.并以足球机器人为实验平台,通过仿真实验证明了该方法的可行性.     

未知环境下移动机器人实时模糊路径规划

针对机器人在未知环境下避障的要求,设计了一个结合目标点位置信息和局部障碍物信息的评价函数实时导航算法,使机器人可以在无碰撞的情况下较快地到达目标点。该算法以二维激光雷达作为探测环境的主要传感器,采用基于行为的控制策略及模糊控制器技术,通过添加自由出口提高其路径搜寻的效率,最后为了验证此模糊路径规划方法进行了仿真实验。仿真实验结果表明,该算法具有良好的效果,机器人可以有效避障,且轨迹平滑、实时性好。     

基于V-REP的双机器人协同运动仿真与实验研究

针对目前国内外机器人建模和仿真能力较差,软件功能扩展性和开放性较差,无法满足机器人协同控制要求的现状,提出了一种基于V-REP的双机器人协同运动控制方法.首先在仿真软件中建立机器人模型并生成运动路径,通过逆向运动学计算获取协同搬运路径对应的关节参数,然后在V-REP软件中建立双机器人模型,并通过Lua脚本语言控制双机器人进行协同运动仿真.采用所提出的方法对双机器人协同搬运过程进行仿真和实验,结果表明该方法有效可行,为以后的其他机器人运动仿真提供了参考.     

基于时间栅格法和最优搜索的电网巡检机器人避障路径规划方法

针对电网巡检机器人存在避障能力低下和路径规划不合理的问题,研究基于时间栅格法和最优搜索的电网巡检机器人避障路径规划方法.利用时间栅格法标识工作空间内障碍物,构建机器人电网巡检环境信息,通过最优搜索避障路径算法,全局规划机器人到达目标点的路径,结合改进势场法,通过调整斥力和引力势函数,计算合力实现机器人的局部避障及避障路径规划,形成全局和局部相结合的避障方法.试验结果表明,躲避静态障碍物和动态障碍物的平均躲避成功率分别为 ９８．３７％ 和 ９６． １２％ ,避障路径规划平均耗时为 １.５６ s ,具备快速、高效、精准的避障及路径规划能力,可提升机器人的动静态障碍物避障能力和路径规划效率.     

基于A*

针对二维栅格地图下,移动机器人以最短路径遍历所有目标点的路径规划问题,提出一种基于启发信息扩展节点的 A*     

模糊先验引导的高效强化学习移动机器人导航

针对移动机器人仅使用 RGB-D 相机在室内场景下执行坐标点主动视觉导航任务,提出了一种基于模糊先验引导的高效强化学习控制算法,设计了一种先验与强化学习的融合控制方式.结果表明,所提出的融合控制方法能够在确保较好的导航准确率基础上,避免训练中无意义的探索并缩短强化学习训练时长,实现强化学习策略的高效学习.     

面向室外环境的单机器人辐射场寻源算法

针对室外热辐射场、核辐射场、强电磁辐射场和声场的辐射源搜寻,提出了一种基于高斯过程回归的单机器人辐射源搜寻算法。首先将连续的搜寻环境离散化,采用高斯过程回归预测机器人邻域中的辐射强度,然后将局部路径规划考虑为一个优化问题,求取优化目标函数的最大值获得机器人的下一步路径点,最后通过多次局部路径规划引导机器人到达全局最优点。为验证所提算法的有效性,在300 m×200 m的室外环境中进行了实验。     

基于A*算法和人工势场法的移动机器人路径规划

针对复杂非结构化环境下移动机器人的路径规划问题,提出了将全局与局部规划算法相融合的路径规划方法。首先,对传统A*方法进行了有效的改进,新的A*算法能够完成机器人的路径规划任务,利用二次A*搜索方法得到了优化后的路径点,缩短了移动机器人的行驶路径。进一步,动态切点法可以有效地对已规划路径进行平滑处理;然后,综合考虑路径和环境的情况,采用改进的人工势场方法对移动机器人进行了局部路径规划,通过增设虚拟子目标的方法解决局部极小值问题,利用自适应步长调节算法对移动机器人的步长进行了动态优化;最后,针对不同场景,利用数值仿真将该算法与传统算法进行比较,结果表明该算法在不同环境路径规划的问题上具有一定的先进性和优越性。     

图像拼接技术在爬壁机器人位置伺服控制系统中的应用

针对传统爬壁机器人对裂缝图像拼接效果差而导致位置控制结果不精准、工作效率较差的问题,提出基于图像拼接的爬壁机器人位置伺服控制系统.选取 STM３２F１０３RCT６ 为主控芯片,采用气动方式设计机械气动结构,利用 PLC 位置伺服控制器实现故障电路检测.设计视觉控制平台,避免强电磁场影响.软件部分依据 CCD 相机实现机器人视觉监测,采用图像拼接技术删除相邻图像的边缘处重叠部分,实现对墙壁裂缝的准确监测,利用机器人运动速度及机器人预设位置轨迹计算爬壁机器人的位置伺服控制值,将该值传输至系统硬件,实现位置伺服控制.由实验结果可知,所设计系统对裂缝全景图像拼接的精准度较高,机器人的位置伺服控制准确率为 ９７．５％ .     

移动机器人全覆盖路径规划算法研究

针对静态未知环境下移动机器人全覆盖路径规划问题,提出了一种改进优先级蚁群算法。该算法首先通过机器人本体上的传感器构建基于动态栅格法的工作环境;综合考虑栅格属性、机器人转向、邻域栅格距离和未覆盖区域面积大小的基础上构造优先级启发规则,然后利用该规则进行路径全覆盖工作。针对机器人工作过程中出现的死锁问题,文章提出采用蚁群算法寻找逃离死区的最优路径,从而保证机器人实现路径全覆盖,并使覆盖路径的重复率尽可能小。仿真实验中,通过与传统算法比较,验证所提算法能在保证面积覆盖率为100%的同时,降低了死锁次数和轨迹重复率,从而提高了机器人工作效率。     

基于GA-PSO的地砖铺设机器人作业点优化

针对建筑移动机器人路径规划中移动小车作业点问题,提出了以最大可操作度为优化指标,基于遗传粒子群混合算法搜寻移动小车作业点的方法。阐述了地砖铺设机器人系统的组成及灵巧度优化指标;给出了移动机械臂铺砖的一般步骤;结合遗传算法和粒子群算法的优点,以机械臂可操作度最大为原则进行优化,以快速准确地得到最优作业位姿点。利用MATLAB软件编写程序对移动机器人贴地砖作业进行了仿真实验。结果表明:该路径优化方法能够精确地得到合理的作业点位置。     

轮式移动机器人路径跟踪控制方法研究

针对轮式移动机器人的路径跟踪问题,提出了一种基于动态预瞄的移动机器人路径跟踪控制方法。根据差速轮式移动机器人运动学模型和实时位置信息,建立路径跟踪偏差模型,并采用构建虚拟运动路径的方式设计移动机器人路径跟踪控制方法,结合路径跟踪偏差模型,实时调整移动机器人的运动状态,不断缩小运动过程中的偏差,最终实现路径跟踪。实验结果表明,所设计的移动机器人路径跟踪控制方法能够实现高精度的路径跟踪控制,同时具有良好的可靠性,平稳性。     

一种超高频与低频RFID相结合的导盲机器人定位与导航方法

以导盲机器人为研究载体,设计了一种将超高频和低频RFID相结合的定位与导航方法。根据RFID的信号能量-传播距离的衰减关系,在目标点处设置超高频标签来估算机器人坐标和宏观走向;在拐点处定义并设置低频信标组,来校正超高频定位所产生的干扰误差,并减少避障传感器在拐点处产生的多余及错误的动作。实验表明,该方法可在原有基础上提高导盲机器人在室内环境中的定位精度并减少多余路径的出现。