机器人工具坐标系标定中的非线性问题求解方法研究

疫情形势下,为解决狭窄空间、复杂曲面、无接触、安全自动消杀作业需求,设计一种多传感器融合测量的基于双车拼接的可移动自动消杀机械控制系统。设计可快速拆分组装的双车拼接全向可移动平台车,解决狭窄空间的转运难题,同时采用激光导航传感器构建场景坐标系,精确定位设备位置,使设备运行过程中定位精度达到±5 mm以内。设计激光测距传感器、避障传感器、消杀装置多传感器融合测量的扫描消杀装置,并基于KUKA机器人传感器接口RSI设计修正算法,实现复杂曲面消杀过程中末端姿态在线调整及安全防护。最后,针对消杀过程中现场无人工干预需求,采用远程控制方式,建立远程终端-可移动平台控制系统-机器人控制系统的控制网络,操作者在远程终端下达杀菌指令,可移动自动消杀机械控制系统根据杀菌范围构建杀菌路径并智能化自主完成杀菌任务。进一步地,搭建立式壁面以及弧顶消杀场景,消杀过程中位置偏差±3 mm,角度偏差±1.5°,控制策略对实际对象拟合精度较高,增大了有效杀菌作用面积。     

基于单目稀疏法多传感器融合移动机器人定位

针对移动机器人室内定位过程中,单目视觉难适应光照变化、里程计累计误差导致定位误差较大问题,提出边缘侧多传感器融合的定位方法.以稀疏直接法(半直接法)作为单目视觉的前端,实时单目相机估计位姿,通过惯性传感器恢复尺度输出位置信息,并且获取IMU的加速度以及偏航角、里程计当前速度,通过扩展卡尔曼滤波算法融合3种传感器信息,实现更加精确的定位.在移动机器人侧处理传感器读取的信息,从而减小机器人体积.边缘侧混合式多传感器信息融合使移动机器人在单个传感器失效以及无法人为干预时,也能够精确实时地在多种复杂环境中完成自主定位.     

多传感器信息融合在移动机器人导航中的应用

通过实例描述了多传感器在移动机器人导航中的应用，建立了基于信息融合的导航体系结构，并详细描述了各个模块及其功能，最后通过MATLAB／SIMULINK环境下进行仿真实验，结果表明了多传感器信息融合方法在导航中的有效性。     

基于多传感器信息融合移动机器人导航定位研究

移动机器人的导航及定位是机器人自主导航的关键技术之一。为提高移动机器人的导航及定位能力,提出以多种导航定位传感器组合为融合单元,设计扩展卡尔曼滤波算法,将陀螺仪、里程计和电子罗盘采集的数据进行融合。设计模糊神经网络对所融合的数据进行训练处理,提高数据处理的精度和效率,实现对移动机器人精确的控制。并进行了仿真分析,结果证明：所提出的多传感器信息融合算法既可使移动机器人在复杂环境中自主定位,又实现有效避障,有实际参考价值。     

开放式多传感器移动机器人硬件系统设计

为提高多传感器移动机器人的控制性能,采用高性能工业计算机设计了一种嵌入式控制系统.该系统包括运动控制、视觉传感器、超声波传感器、激光传感器、无线通信系统等模块.对系统架构、组件设计、硬件调试进行分析和阐述.通过调试软硬件使系统达到了设计要求,实验表明该机器人控制系统有较强的稳定性和鲁棒性.     

基于多传感器融合的移动机器人定位研究

针对室内未知环境下单一传感器定位累积误差大、受环境局限等缺点,设计一种多传感器非线性融合定位系统,以提高移动机器人自主导航的定位精度.该系统通过高斯牛顿方程对由激光雷达、惯性测量单元、轮式里程计测量得到的位姿信息进行融合优化,补偿由于在室内环境信息下单一传感器定位精度低所带来的定位误差.实验结果表明:应用多传感器融合定...     

基于超声波的室内移动机器人局部环境建模研究

针对目前超声波传感器广泛使用的情况,系统地综述了室内移动机器人利用超声数据进行局部环境建模的研究方法,总结了超声波传感器的特性和常用模型,重点比较并讨论了各种多超声传感器融合算法及进一步的局部环境建模方法,最后通过基于超声波的移动机器人在结构化室内环境中所能完成的导航、避障等任务的分析得出了该研究领域中存在的不足,并对其发展趋势进行了展望。     

基于多传感器信息融合的液压机械手控制模型研究

本文在机械手力／位置混合控制的基础上，结合多传感器融合技术，提出基于多传感器信息融合的机械手控制模型，并将其应用于特种液压施工机械手中，实现了机械手混合控制中力和位置反馈的决策融合，提高了反馈参数的精度和机械手控制系统的跟踪能力与可靠性。     

应用于智能机器人的多传感系统研究

研究并设计了一种应用于智能机器人的多传感系统,介绍了D S证据理论和多传感器数据融合技术,阐述了智能机器人系统的硬件结构和所用传感器类型,介绍了系统所用D S证据理论的数据融合过程.     

无里程计移动机器人多传感器融合定位算法北大核心

为解决无里程计移动机器人室内定位问题,提出一种不依赖里程计数据的多传感器融合定位算法。首先,使用RF2O算法从激光雷达信息中获取移动机器人的运动数据;其次,使用扩展卡尔曼滤波融合IMU数据和RF2O算法计算的数据得到初步的定位数据;最后,使用自适应蒙特卡洛定位算法对定位数据进行修正,解决误差累计问题,得到精确的定位结果。结果表明,本文提出的定位算法可以有效降低测量误差、缩短算法运行时间,具有定位精度高且计算量小的优点,可以满足无里程计的移动机器人的定位需求。     

移动消毒防疫机器人设计与导航实现

基于新冠疫情之下消毒防疫的需求,设计一款具有减振缓冲移动底盘的消毒防疫机器人。集成紫外线和喷雾消毒功能的消毒模块可自动升降,以满足不同高度区域的消毒需求。移动底盘可完成地图构建和自主导航,消毒模块可以满足消毒彻底、不留死角和较高位置消毒的需求。分析并建立移动消毒防疫机器人速度运动模型;搭建仿真环境,得到仿真环境地图,并在该环境下进行自主导航实现。结果表明：所设计的导航系统安全、可靠,可以实现室内空间消毒的绿色化和自动化。     

基于DSP的移动机器人运动控制系统

研发了一种移动机器人,该机器人包含双电机驱动的底盘系统和具有2自由度摆臂、2自由度头部的机器人本体;采用DSP芯片为核心控制芯片,实现了移动机器人的运动控制。文中详细讨论了机器人运动控制系统的总体框架结构及软、硬件,研究了所采用的控制方法、软件结构等,重点介绍了运动控制系统的主程序、芯片初始化和端口应用、中断程序,并通过实验证实了所研制的DSP控制的移动机器人能够满足运动控制要求。     

移动机器人避障模糊控制

本文首先介绍了研制的移动机器人的系统结构及运动学原理,然后采用一种具有速度反馈的基于模糊控制的移动机器人避障算法进行研究和仿真,最后对移动机器人在实际环境中进行避障实验,结果表明该模糊控制算法是可行的。     

数据融合技术在移动机器人研究中的应用

移动机器人有着广泛的应用前景，是机器人研究中的热点之一。本文介绍了贝叶斯估计、Dempster-Shafer理论、卡尔曼滤波等机器人数据融合的方法及其在移动机器人开发中的应用，并分析了在移动机器人发展中具有代表意义的几个典型系统。     

一种改进的非完整轮式移动机器人轨迹跟踪控制方法

针对非完整约束下移动机器人的轨迹跟踪控制中误差收敛速度和平滑性上存在的不足,提出了一种改进的非线性反推跟踪控制算法。在运动学模型的基础上,构造了简单的虚拟变量推导出了反推控制律,且通过Lyapunov函数证明了该控制律的稳定性,并引入了一个反馈控制律,得到了一种新型轨迹跟踪控制器。MATLAB仿真分析表明:改进的非线性反推控制律很好地改善了控制效果,跟踪误差能在较短的时间内收敛,具有良好的抗干扰能力。     

家居安全隐患的智能机器人多传感器控制系统设计

按照家居环境设计了可巡航机器人本体。根据对现代家庭安全隐患的分析,得到典型安全隐患。通过多种传感器对典型安全隐患进行监测,利用GSM移动网络来给主人发准危险信号短信,主人通过互联网技术完成特定安全隐患的预处理。实验结果表明:该机器人系统能够实时对家庭隐患进行监控,稳定性好,可以实现预警和对特定安全隐患的远程处理。     

移动机器人神经网络补偿计算力矩控制

针对存在动力学不确定建模项、建模误差及外界干扰的移动机器人,设计RBF神经网络补偿计算力矩控制算法。基于反步法设计运动学辅助速度控制率。根据动力学理想名义模型,基于计算力矩法设计一般的力矩控制器。在此基础上,建立具有不确定建模项、建模误差及外界干扰的移动机器人动力学模型,基于计算力矩法设计带有RBF神经网络补偿的力矩控制器,神经网络的权值由自适应律给出。最后,利用Lyapunov理论证明了系统的稳定性。仿真结果表明：神经网络对系统不确定项具有良好的逼近性能,相比于一般的计算力矩控制,所提出的神经网络补偿计算力矩控制算法具有更好的跟踪性能,控制系统具有更好的鲁棒性。     

球面移动机器人机构研制

阐述了在研制适用于球形壁面移动的爬行机器人过程中所涉及的各单元技术及其集成。该球形壁面爬行机器人由移动机构、吸附装置、机电控制和安全辅助设施等几个部分组成。     

智能移动机器人远程监控系统的研究与开发

将智能移动机器人和无线远程控制技术相结合,构建了移动机器人和计算机之间的无线网络通信平台。在该平台上实现数据无线传输,从而远程监控移动机器人的工作状态,实现人机协调工作,完成复杂环境下的繁重任务。