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相似文献
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1.
A real-time planning algorithm for obstacle avoidance of redundant robots   总被引:3,自引:0,他引:3  
A computationally efficient, obstacle avoidance algorithm for redundant robots is presented in this paper. This algorithm incorporates the neural networks and pseudodistance function D p in the framework of resolved motion rate control. Thus, it is well suited for real-time implementation. Robot arm kinematic control is carried out by the Hopfield network. The connection weights of the network can be determined from the current value of Jacobian matrix at each sampling time, and joint velocity commands can be generated from the outputs of the network. The obstacle avoidance task is achieved by formulating the performance criterion as D p>d min (d min represents the minimal distance between the redundant robot and obstacles). Its calculation is only related to some vertices which are used to model the robot and obstacles, and the computational times are nearly linear in the total number of vertices. Several simulation cases for a four-link planar manipulator are given to prove that the proposed collision-free trajectory planning scheme is efficient and practical.  相似文献   

2.
针对移动机器人在未知环境中的不确定性,利用Matlab构建了多传感器仿真试验移动平台,在Simulink中搭建移动机器人运动学模型,利用多传感器采集环境中的障碍物信息与目标物的方位角,设计了具有避障功能的模糊控制算法.通过模糊控制器控制移动机器人的左右轮速度实现机器人的转弯以及直走,根据机器人实时的角度反馈信息不断修正机器人的位姿以精确避障.仿真实验验证了该方法的可行性及有效性.  相似文献   

3.
任何一种移动机器人要实现未知环境自主导航都必须有效而可靠地感知环境信息,而超声波传感器在检测障碍物距离信息方面应用十分广泛。介绍了旅行家II号声纳环传感系统的设计与实现原理,并对声纳的精度进行了测试。在此基础上,提出了移动机器人一种简单避障策略,并运用2种基本避障实验:静态避障和动态避障,验证了该避障策略的正确性和有效性。  相似文献   

4.
This article presents a fast self-localization method based on ZigBee wireless sensor network and laser sensor, an obstacle avoidance algorithm based on ultrasonic sensors for a mobile robot. The positioning system and positioning theory of ZigBee which can obtain a rough global localization of the mobile robot are introduced. To realize accurate local positioning, a laser sensor is used to extract the features from environment, then the environmental features and global reference map can be matched. From the matched environmental features, the position and orientation of the mobile robot can be obtained. To enable the mobile robot to avoid obstacle in real-time, a heuristic fuzzy neural network is developed by using heuristic fuzzy rules and the Kohonen clustering network. The experiment results show the effectiveness of the proposed method.  相似文献   

5.
红外传感器在家用电器遥控和机器人避障方面有着广泛的应用,笔者根据红外传感器的这一特性设计出一款教育机器人避障电路,介绍了红外传感器在机器人避障电路中的应用,给出红外传感器与单片机系统的硬件接口电路和避障软件的编程思路,并通过测试,得出了影响红外传感器避障的相关因素,并提出了改进的方法和措施.  相似文献   

6.
智能移动机器人的超声避障研究   总被引:1,自引:0,他引:1  
杨东鹤  刘喜昂 《计算机工程与设计》2007,28(15):3659-3660,3748
智能移动机器人是机器人研究领域的重要方向,是当前机器人领域中最活跃的研究主题之一.在分析了智能移动机器人避障常用传感器的基础上,提出了基于多超声传感器的移动机器人的超声避障系统.介绍了超声避障系统的模糊控制规则和非模糊化,并给出了实验结果.实验结果表明,模糊控制机理和策略易于接受和理解,便于应用开发,模糊避障算法对环境有很大的适应性,机器人在不同的环境条件下实现了避障.  相似文献   

7.
针对移动机器人局部动态避障路径规划问题开展优化研究。基于动态障碍物当前历史位置轨迹,提出动态障碍物运动趋势预测算法。在移动机器人的动态避障路径规划过程中,考虑障碍物当前的位置,评估动态障碍物的移动轨迹;提出改进的D*Lite路径规划算法,大幅提升机器人动态避障算法的效率与安全性。搭建仿真验证环境,给出典型的单动态障碍物、多动态障碍物场景,对比验证了避障路径规划算法的有效性。  相似文献   

8.
改进蚁群算法及其在机器人避障中的应用   总被引:1,自引:0,他引:1  
提出了一种改进蚁群算法.首先针对蚁群算法在构造解过程中收敛速度慢且容易陷入局部最优,提出了在蚁群搜索路径过程中,通过建立α(信息素启发式因子)和β(期望启发式因子)的互锁关系,动态自适应调整α、β;其次针对蚁群算法在面对凹形障碍物易陷入死锁,降低搜索效率,提出了广义信息素更新规则;最后利用栅格法进行静态已知环境建模,通过不同规模TSP的仿真验证了该方法的可行性和有效性,同时将其应用到机器人避障并取得了较好实验效果。  相似文献   

9.
为了更好地解决移动机器人在未知环境下的自主避障问题,采用多传感器信息融合的方法,通过多个超声传感器对障碍物信息进行采集。合理确立模糊控制器的输入输出,通过模糊推理将障碍物距离信息模糊化,建立模糊规则并解模糊,以达到对移动机器人的安全避障的控制。通过建立移动机器人运动模型,设计了仿真平台,得到实验结果表明:该算法具有良好的可行性。  相似文献   

10.
分析了井下钻孔机器人避障中超声波传感器的局限性,并提出解决的方案。着重指出对超声波进行温度、湿度补偿,尝试用Elman反馈神经网络逼近函数。Elman网络隐含层采用"Tansig"激活函数,输出层用"Pureline"激活函数,保证了只要有足够多的隐含层神经元个数,网络就可以任意精度逼近任意函数。经实验验证:对超声测距进行温度、湿度补偿后,其测量精度提高了2个数量级。大大改善系统中避障模块的工作效率,提高了钻孔机器人躲避障碍物的能力。  相似文献   

11.
针对挖掘机器人在回转过程中易发生事故的现象,提出了工作装置回转避障方法.通过分析挖掘机器人工作装置的运动特性,结合运动学建立了挖掘机器人的运动学模型.利用安装在挖掘机器人两侧的激光雷达对作业环境进行识别,根据识别的障碍物求解可行域,并通过避障算法控制挖掘机器人避开障碍物.实验结果表明:挖掘机器人能安全避开障碍物,证明了方法的可行性.  相似文献   

12.
针对移动机器人的避障问题,以AS-R移动机器人为研究平台,提出了一种将神经网络和模糊神经网络相结合的两级融合方法。采用BP神经网络对多超声波传感器信息进行融合,以减少传感器信息的不确定,提高对障碍物识别的准确率;采用模糊神经网络实现移动机器人的避障决策控制,使之更适合系统的避障要求。该方法使移动机器人在避障中具有较好的灵活性和鲁棒性。机器人避障实验验证了所提方法的有效性。  相似文献   

13.
多传感器信息融合在四足机器人避障中的应用   总被引:1,自引:0,他引:1  
为提高仿生四足机器人在复杂、动态环境下对障碍物位置信息的感知能力,针对机器人在结构化路面上以Walk步态行走的情况,对双目视觉传感器和超声测距传感器获取的障碍物距离信息进行融合研究.首先,对两种传感器获取的障碍物距离信息进行卡尔曼滤波,降低环境中杂波的影响,然后,根据STF融合算法,利用滤波后得到的两组状态向量的估计值和协方差矩阵进行融合处理.仿真结果表明:滤波后的距离信息的估计值曲线很好地跟踪了真实值曲线,说明卡尔曼滤波算法发挥了良好的滤波作用;与融合前相比,融合后的距离信息估计值的方差明显减小,说明融合后的障碍物位置信息更加准确,满足了仿生四足机器人在复杂、动态环境下作业和行进的精度要求.  相似文献   

14.
针对智能探测车的转向系统建立精确的数学模型十分困难,且其航向受诸多因素干扰问题,研究了预测控制中的动态矩阵法,提出了一种新的智能探测车转向机构模型。该方法用障碍物的方向和距离偏差作为参数,在预测控制算法中采用动态矩阵控制,输出前轮转向角。再将转向角预测量与实际转向角之和作为反馈,对转向角变化趋势做出预测。通过仿真验证了在不同纵向速度下,加入相同干扰时的系统响应。结果表明:该算法在智能探测车障碍物避让控制中,对外界环境的干扰具有较强的鲁棒性,能够满足智能探测车转向控制要求。  相似文献   

15.
提出一种新的基于传感器信息的自治式水下机器人(AUV)动态避障方法。介绍了传感器的工作原理。通过栅格法把传感器采集的AUV运行环境障碍信息进行合理描述,并预测动态障碍物的速度,保证AUV能够根据传感器信息躲避障碍物,达到航行要求。最后,通过仿真实验对机器人自主避障能力进行了验证。  相似文献   

16.
基于Cortex-M0微控制器设计超声波、红外和碰撞等多传感器硬件系统感知机器人工作环境,应用模糊神经网络对采集的数据进行信息融合处理,输出结果用来控制吸尘机器人的定位与避障。实验证明,多传感器硬件系统和基于模糊神经网络的避障算法大大提高了吸尘机器人的定位与避障精度,对不同的工作环境也具有良好的鲁棒性。  相似文献   

17.
非完整移动机械臂的避障运动规划   总被引:1,自引:0,他引:1  
针对有空间障碍物避免的移动式操作机器人系统运动规划问题,提出了一种基于特殊的人工势函数,使用局部距离信息实现非完整移动机械臂系统实时避障运动规划方法,并且用Lyapunov定理证明了闲环系统的稳定性。用提出的方法对非完整移动机械臂系统进行仿真.仿真结果表明了它的正确有效性。  相似文献   

18.
Traversability Analysis and Path Planning for a Planetary Rover   总被引:4,自引:0,他引:4  
A method of analyzing three-dimensional data such as might be produced by stereo vision or a laser range finder in order to plan a path for a vehicle such as a Mars rover is described. In order to produce robust results from data that is sparse and of varying accuracy, the method takes into account the accuracy of each data point, as represented by its covariance matrix. It computes estimates of smoothed and interpolated height, slope, and roughness at equally spaced horizontal intervals, as well as accuracy estimates of these quantities. From this data, a cost function is computed that takes into account both the distance traveled and the probability that each region is traversable. A parallel search algorithm that finds the path of minimum cost also is described. Examples using real data are presented.  相似文献   

19.
This paper is concerned with the problem of reactive navigation for a mobile robot in an unknown clustered environment. We will define reactive navigation as a mapping between sensory data and commands. Building a reactive navigation system means providing such a mapping. It can come from a family of predefined functions (like potential fields methods) or it can be built using ‘universal’ approximators (like neural networks). In this paper, we will consider another ‘universal’ approximator: fuzzy logic. We will explain how to choose the rules using a behaviour decomposition approach. It is possible to build a controller working quite well but the classical problems are still there: oscillations and local minima. Finally, we will conclude that learning is necessary for a robust navigation system and fuzzy logic is an easy way to put some initial knowledge in the system to avoid learning from zero.  相似文献   

20.
Multi-agent consensus problem in an obstacle-laden environment is addressed in this study. A novel optimal control approach is proposed for the multi-agent system to reach consensus as well as avoid obstacles with a reasonable control effort. An innovative nonquadratic penalty function is constructed to achieve obstacle avoidance capability from an inverse optimal control perspective. The asymptotic stability and optimality of the consensus algorithm are proven. In addition, the optimal control law only requires local information from the communication topology to guarantee the proposed behaviour, rather than all agents’ information. The consensus and obstacle avoidance are validated through various simulations.  相似文献   

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