智能移动机器人的超声避障研究

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.     

基于非线性函数的移动机器人模糊避障算法

根据模糊逻辑的特点,利用非线性函数对传统的模糊控制算法的隶属度函数进行了改进.通过MATLAB给出的仿真证明,在采用多传感器避障过程中,机器人不仅能成功避开障碍物达到目标所在位置,并且非线性函数隶属度函数优于传统隶属度函数.新算法使机器人的行进更加平滑、稳定且具有较高的实时性.     

基于场景匹配的移动机器人避障

研究环境未知情况下移动机器人的避障问题，提出一种基于模糊场景匹配的移动机器人避障方法．该方法对多种传感器的信息进行融合，生成当前环境的场景并与场景库中的场景进行匹配，利用匹配结果并通过模糊控制器得到机器人的运动参数，对机器人的避障进行控制,实验结果表明了该方法的正确性和有效性。     

基于改进模糊算法的移动机器人避障

为了提高移动机器人在连续障碍物环境下的避障性能,提出了一种具有速度反馈的模糊避障算法。移动机器人利用超声传感器感知周围环境,在模糊控制的基础上通过障碍物分布情况调整自身速度,进而引入优雅降级并把改进的模糊避障融入其中,增强了移动机器人的鲁棒性。实验结果表明,该方法能通过与环境交互调整机器人移动速度,控制机器人成功避障并优化避障路径,具有良好的有效性。     

基于模糊控制的移动机器人避障研究

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.     

基于行为融合的移动机器人自主避障算法

当移动机器人面临环境未知或不确定时,各个行为融合的权重随环境的变化而变化,从而导致权重无法在线调整而不能顺利到达目标点.为此,提出一种权重可在线调整的自主避障行为融合算法.用Mamdani型模糊控制器设计移动机器人自主避障过程中的基本行为;同时,提出一种基于两级BP神经网络信息融合的权重调整方法来实现各个基本行为的融合.该算法能够根据环境的变化实现各个基本行为权重的在线调整,增强自主避障控制的实时性和鲁棒性.仿真实验结果表明了该算法的有效性和可行性.     

基于多传感器信息融合的移动机器人避障

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。     

一种用于移动机器人避障的模糊神经控制算法

本文提出了一种新颖的模式识别算法用于移动机器人的自主避障.通过一定量的模糊规则与模糊Kohonen聚类网络(FKCN)的结合,生成了一种启发式的模糊神经网络,并且通过对该模糊神经网络进行离线的非监督式训练,从而建立起超声波传感器输入信号和移动机器人速度之间的模式映射关系.相对于一般的避障手段,这种算法提供给移动机器人较为迅速的反应能力,从而实现机器人连续、快速的避障.本文为了验证该算法的可行性,给出了移动机器人在虚拟环境下的计算机仿真结果.     

移动机器人漫游避障的研究

移动机器人在做漫游运动时,它的运动是随机的,因而避障是漫游过程中必须要解决的问题.本文应用多超声波传感器设计了移动机器人漫游避障的控制算法,在Pioneer 3-Dx型移动机器人自带的仿真平台SRIsim上进行了仿真实验,仿真结果表明了所设计算法的有效性和可行性.     

一种新颖的基于二分法和模糊控制的移动机器人避障系统

针对超声波传感器波束角窄导致移动机器人存在避障盲区的现状,研究了一种新颖的超声波避障系统。该系统采用六个超声波传感器构成特别设计的超声波阵列,实现无盲区检测中大型移动机器人前方及左右两侧障碍物的位置,充分保障运行安全性;同时在避障算法上,采用二分法和模糊控制相结合的控制算法,简化了模糊控制规则使系统具有很好的智能性和实时性,实现了移动机器人选择最佳避障路径并对新增的动态障碍物进行避障。将此避障控制系统应用于移动机器人上,实验结果表明：在未知环境下,实现对移动机器人周边的无盲区检测,并且能够实时根据周围障碍物的动态情况选择最佳避障路径,避免了其它避障控制算法中易出现的误避障和二次避障的情况。     

基于模糊控制的盲人避障系统设计

文章基于多个超声波传感器对地面信息的采集,利用模糊控制算法将采集的信息转化为指引盲人避障的语音提示。该系统采用超低功耗的MSP430单片机作为主控单元,外围设计了五路超声波传感器采集全方位的路面信息。通过分析路面信息,从而给出盲人前进方向以及前进的速度语音提示,实现盲人避障的功能。     

模糊控制技术在智能轮椅避障中的应用

本文简单介绍了超声传感器的工作原理。并用多个超声波传感器来获取环境信息,得到障碍物的距离和方向的信息,然后基于模糊控制技术对这些信息进行数据融合,从而实现智能轮椅的安全避障。     

基于模糊避障算法的履带式搬运机器人的设计

以HC-SR04超声波传感器模块获取机器人周围环境信息,以链式叉车作为搬运货物的执行机构,以STM32F103单片机作为机器人控制器,设计了一种自动搬运并且避障的小型履带式搬运机器人。针对局部静态环境下多障碍物对系统避障的复杂性,引入了模糊控制算法,通过对机器人与障碍物之间的距离进行模糊化,建立模糊规则,实现搬运机器人的避障控制。为了提高机器人的稳定性及避障的可靠性,对直流电机建立了数学模型,并利用积分分离PID算法进行仿真,最后实验结果表明该算法提高了直流电机的控制性能。     

一种基于多组传感器信息移动机器人的避障方法

提出了一种基于多组传感器信息的移动机器人避障的新方法.该方法把多组传感器信息作为ART-2神经网络的输入,实现移动机器人对当前感知环境的快速识别和分类.在此基础上,设计了用于移动机器人在未知环境下避障的模糊控制器.试验证明了这一方法的有效性和实时性.     

Industrial Robot Navigation and Obstacle Avoidance Employing Fuzzy Logic

This paper proposes a novel conceptual approach based on fuzzy logic to solve the local navigation and obstacle avoidance problem for industrial 3-dof robotic manipulators. The proposed system is divided into separate fuzzy units, which control individually each manipulator link. The fuzzy rule-base of each unit combines a repelling influence, which is related to the distance between the manipulator and the nearby obstacles, with the attracting influence produced by the angular difference, between the actual and the final manipulator configuration, to generate a new actuating command for each link. It can be considered as an on-line local navigation method for the generation of instantaneous collision-free trajectories. The strategy has been successfully applied to manipulators in different simulated workspace environments providing collision-free paths. Some of the simulation results obtained are included.     

移动机器人模糊逻辑控制系统避障研究

本文对全区域覆盖的局部路径规划，采用了一种模糊控制算法，利用模糊控制算法自身所具有的鲁棒性和基于生物学上的感知一动作的行为相结合。对于移动机器人的避障系统提出了充分接近障碍的避障策略，并对相关理论和实现方法作了深入的研究。     

基于模糊控制的超声波避障方法的研究

依据移动机器人上超声波传感器的布置和分组情况,将反映移动机器人当前感知环境的期望类别进行了概括。在此基础上分析了移动机器人的模糊避障原理,并建立了一种基于人的驾驶经验的模糊逻辑控制的路障躲避方法。通过对人的驾驶经验的分析,针对移动机器人建立了路障躲避的模糊规则,并给出了输入与输出变量的隶属度函数。在Simulink中模拟机器人行驶的环境,建立相应的模型对系统进行仿真,结果表明移动机器人能实现自主行驶。     

基于移动障碍的MWSN节点协同转向避障方法

针对传统蜂拥控制模型协同避障的研究,笔者曾对其做出了改进,并加入了Steer to Avoid避障法则,通过仿真表明,它能够有效提高避开静止障碍的效率。该模型用于具有移动障碍的环境时,若障碍的运动方向与节点的判断方向同向,可能会与障碍物保持相对静止,从而大幅度降低避障效率。对Steer to Avoid进一步改进,提出一个新的针对移动障碍物的避障模型。当障碍物的运动趋势和节点的Steer to Avoid转向判断相同而且两者的速度较为接近时,节点将向着障碍物运动的相反方向运动。提出了对障碍物的移动预判。仿真实验结果表明,与传统两个模型相比,该模型在平均速率和时间效率上有显著提高,并且适用于避开未知的移动凸形障碍。     

基于激光雷达的移动机器人避障控制研究

以VFH算法思想为基础,提出适用于激光雷达的数据处理算法,将其作为避障算法用于移动机器人的室内自主行进过程中;根据室内避障问题的特点,通过仿真研究设计了适用于室内避障的障碍物阈值规则;在移动机器人实验中发现,受室内地面环境影响,直接将仿真程序应用到移动机器人实际操作中,会出现打滑偏航乃至不能顺利到达目标点的严重后果;为此,根据航向角变化率提出了分段降速方法,应用该方法移动机器人在起始点与目标点可以自主移动,验证了算法的有效性与实用性。