Real time tool path smoothing of short linear commands for robot manipulator by constructing asymmetrical Pythagoran-hodograph(PH) splines

Tool path smoothing of linear commands is important to guarantee the high-order motion continuity of multi-axis motion control systems. The existing local tool path smoothing methods mainly construct symmetrical splines at transition corners of linear segments. When the linear segments are short, the symmetrical splines must be shrunk to avoid overlapping, which gives rise to relatively high curvature and low machining efficiency. This paper proposes a tool-path smoothing algorithm for serial in...     

一种基于APGA的移动机器人路径规划算法

提出了基于自适应并行遗传算法的移动机器人路径规划算法,其基本思想是结合多种群并行进化及自适应调整控制参数,提高了搜索的范围和效率,缓解了传统遗传算法早熟收敛问题,从而克服了使用单种群遗传算法进行路径规划的不足．实验结果表明了该算法在移动机器人路径规划中的可行性和有效性．     

一种动态不确定环境下的机器人路径规划算法

为了提高机器人在动态不确定环境下的实时性和适应能力,提出了一种机器人实时路径规划新方法.采用环境信息处理算法,通过搜索实时局部环境信息特征信息的方式对环境信息进行分析和处理.该方法能够捕捉动态障碍物并对动态障碍物的运动规律进行预测,将特征信息及时更新给运动动作规划算法部分.运动动作规划算法是通过引入启发式思想选择双安全子目标点,完成规划运动动作并实现优化路径.在不同环境下进行仿真实验,检验了算法的有效性,证明算法在动态不确定环境下具有良好的实时性和适应性。     

不等式约束下的广义几何规划的一种有效算法

利用增广拉格朗日方法、牛顿方法,给出了不等式约束下的广义几何规划的一类有效算法.该算法是对A.GONEN 和 M.AVRIEL提出的算法的推广,它把不等式约束转化为等式约束,再利用乘子罚函数法得到此算法.最后在适当条件下证明了该算法的收敛性.     

基于分块矩阵的6R机器人实时逆解算法

为提高6R机器人逆运动学求解的强实时性,提出了一种基于分块矩阵相乘来求解逆运动学的方法。将复杂的6个矩阵方程转换为含有6个未知变量的8个纯代数方程来进行求解,并在方程简化过程中引用符号运算预处理,避免了大量浮点运算带来累积误差。通过方程组的优化,可避免第3关节变量求解中产生增根的情况。试验结果表明,在同等精度要求下,该逆解算法相比于其他算法具有更强的实时性,得到精确的8组封闭解平均仅需0.009 7 ms,能够满足机器人的在线控制要求。     

基于改进蚁群算法的移动机器人路径规划

针对大多数路径规划方法所忽视的路径尖峰,以及传统蚁群算法(ACA)易出现的早熟、陷入局部最优等问题,提出一种改进ACA以用于路径规划.首先,在ACA中融入遗传算子,利用交叉与变异操作来扩大解的搜索空间,提升解的全局性.然后,引入简化与平滑操作优化算子,对所寻路径做进一步处理,消除路径中不必要的尖峰,提高其平滑性.栅格环境下的机器人路径规划仿真结果表明,与A*以及传统ACA相比,所提算法能够得到更为平滑的最短路径.     

一种综合景物垂直性约束的自定标算法

考虑到建筑物中普遍存在的平面正交性，将其作为相机自定标的新约束，该约束条件和以往基于相机的约束条件相结合可以使得所求解的绝对二次曲面的欧式特性得到满足，所重建的三维景物更符合实际。该方法的有效性在仿真数据和真实图像实验中得到验证。     

Novel constrained multi-objective biogeography-based optimization algorithm for robot path planning

A constrained multi-objective biogeography-based optimization algorithm （CMBOA） was proposed to solve robot path planning （RPP）. For RPP, the length and smoothness of path were taken as the optimization objectives, and the distance from the obstacles was constraint. In CMBOA, a new migration operator with disturbance factor was designed and applied to the feasible population to generate many more non-dominated feasible individuals; meanwhile, some infeasible individuals nearby feasible region were recombined with the nearest feasible ones to approach the feasibility. Compared with classical multi-objective evolutionary algorithms, the current study indicates that CM- BOA has better performance for RPP.     

一种基于可视图法的机器人全局路径规划算法

针对全局路径规划方法中基于自由空间的路径规划方法在环境发生变化时适应性不强、实时性较差和需要重新建立连通模型等问题,提出了一种基于可视图法的移动机器人路径规划算法,该算法比较好地弥补了自由空间法存在的缺陷.在实际建模期间,对于那些轮廓复杂的障碍物,可把它近似地看作矩形或多个矩形的组合体,以此来建立所描述障碍物的边界地图,并根据所得地图实现机器人的路径规划.仿真结果表明了该算法的有效性.     

基于混沌遗传算法的移动机器人路径规划方法

结合遗传算法优化的反演性和混沌优化方法的遍历性,基于混沌遗传算法的移动机器人路径规划方法能够有效改善遗传算法的局部搜索能力和搜索精度,避免单纯使用遗传算法规划机器人路径时容易出现的早熟收敛现象．仿真试验表明,提出的路径规划方法在稀疏环境和密集环境下均能收敛到全局最优路径,具有更强的鲁棒性．     

连续加工路径的进给速度规划算法研究

为了实现数控系统连续轨迹的速度规划,本文提出了混合进给速度的规划方法.此方法通过建立转弯处加工路径和加工误差的数学模型,实现了转弯处进给速度的控制.实验结果表明,这种方法不仅可以极大的提高机床的加工效率,减小由于路径转弯剧烈引起的机床震动,从而大大提高工件的加工质量.混合进给速度的规划方法保证了加工精度和加减速的稳定性.     

更新最短路径树的完全动态算法

在已有的动态更新最短路径树(Shrotest Path Tree,SPT)算法的基础上,提出节点发生变化时更新SPT的方案,与SPT中权值发生变化时更新SPT的方案相结合,提出处理网络拓扑变化的完全动态SPT(Completely Dynamic of Shortest Path Tree,CD_SPT)算法。当网络拓扑发生变化时,该算法对边的权值增加、减少的情况,节点加入、删除的情况进行分别操作,但其基本思想都是利用已有SPT的有用信息,只关注需要变化的边和节点,通过缩小计算规模来减少冗余计算,从而大大减少计算量。仿真试验结果表明,CD_SPT算法具有更高的效率和更好的性能。     

足球机器人进攻路径及踢球位姿递推算法

在动态环境中实时、准确地预测和规划足球机器人进攻路径和踢球位姿难度极大．为此,提出一个简捷递推算法,用于规划足球机器人进攻路径和调整踢球位姿．FIRA SimuroSot仿真比赛的实践证明该算法是行之有效的．     

Global optimal path planning for mobile robot based on improved Dijkstra algorithm and ant system algorithm

A novel method of global optimal path planning for mobile robot was proposed based on the improved Dijkstra algorithm and ant system algorithm. This method includes three steps： the first step is adopting the MAK-LINK graph theory to establish the free space model of the mobile robot, the second step is adopting the improved Dijkstra algorithm to find out a sub-optimal collision-free path, and the third step is using the ant system algorithm to adjust and optimize the location of the sub-optimal path so as to generate the global optimal path for the mobile robot. The computer simulation experiment was carried out and the results show that this method is correct and effective. The comparison of the results confirms that the proposed method is better than the hybrid genetic algorithm in the global optimal path planning.     

非完整约束下腿轮式机器人的路径跟踪控制

在分析一种腿轮式机器人运动原理的基础上,建立了机器人在非完整约束作用下的动力学模型并讨论了路径跟踪控制问题．由于机器人受到非完整约束,线性控制方法难以实现准确的路径跟踪,为此设计了基于滑模控制的路径跟踪控制器,实验结果证明了所提出控制方法的有效性．     

求解最短路径问题的DNA动态规划算法

最短路径问题是一个组合优化问题,许多交通运输、工程、管理等实际问题可转化为最短路径问题进行求解。文中利用DNA计算的并行计算模式,给出一个求解最短路径问题的DNA动态规划算法,该算法最多需要7n-11个生物操作。     

非线性互补约束均衡问题的改进SQP算法

为了对可行序列二次规划算法进行研究与创新,利用逐步逼近思想,对互补约束条件光滑化,将均衡问题等价转化为一个光滑的标准非线性规划问题,进而利用序列二次规划算法思想求解.给出了SQP算法中辅助方向的存在性分析和具体求解方法,使算法更加合理可行.     

一种高速高精的路径动态前瞻规划算法

针对五轴线性插补时减速点难以预测、仅对平动轴速度规划导致旋转轴角速度/角加速度超限等问题,提出一种进给速度规划控制方法.该方法基于对旋转轴角速度/角加速度的约束控制,在计算出平动轴实际最大可达速度/加速度后再进行平动轴的速度规划,依据平动轴加减速控制规律分别计算加速、匀速和减速阶段的插补周期数量,并将残余距离均匀分配到各减速周期以使最后一个周期结束时刚好到达插补路径段终点.实例验证数据表明,所提出方法无须预测减速点也能准确定位插补路径段的终点,同时旋转轴与平动轴在各自运动学约束条件下可实现加减速过程的协调一致,在提高机床性能及运动控制精度等方面具有较好的实际应用价值.

     

基于粗糙集移动机器人微种群路径规划算法

针对机器人的路径规划,提出了一种将粗糙集和微种群遗传算法相结合的路径规划算法.该算法采用栅格法划分机器人的工作空间,十进制路径编码方式.在粗糙集生成初始路径的基础上,通过运用微种群遗传算法对这些初始路径进行优化后,得到了一条最优或近似最优路径.在Matlab环境进行的机器人路径规划仿真实验中,笔者用到的微种群遗传算法与一般遗传算法相比,具有优化效果明显,环境适应性强等优点,能够有效地提高机器人路径规划速度,结果表明作者提出的方法是正确和有效的.     

移动机器人路径设计与定位计算

为解决机器人自主导航中的同时定位与地图构建问题,提出采用SLAM系统实现机器人在一个未知环境和位置开始,通过环境观测,递增地构建环境地图,并同时运用环境地图实现机器人定位的解决方案.仿真实验证明了所建立的SLAM系统是一种切实可行的导航方法,为提高移动机器人自主性和智能化提供了一条新的技术途径.