光伏组件智能清洁机器人设计及其路径规划研究

在光伏发电系统中,光伏组件表面积聚灰尘、异物,会很大程度上影响光电转换效率。为此,设计了一种光伏组件智能清洁机器人,包括对其硬件系统和清洁方案的设计,能够实现对光伏组件的自动清扫。同时,针对智能清洁机器人的路径规划进行研究,基于最小能量消耗原则对清洁机器人的清洁路径进行规划,在耗能最小的基础上实现光伏组件全遍历清扫。     

屋顶光伏电站分布式清洁机器人运动路径规划研究

现有的路径规划方法路径长度为65km且算法收敛时间慢,因此,研究屋顶光伏电站分布式清洁机器人运动路径规划。按照屋顶光伏电站的区域面积,利用栅格法对清洁机器人的工作环境进行二维空间建模。计算栅格中可以通过的安全系数,判断栅格是否值得通过。通过可通行的判定结果确定进代价值,计算清洁机器人在攀爬坡度中的斜度值和高程差,提取清洁机器人运动地理信息。运用改进蚁群算法规划清洁机器人的路径,使其从固定位置出发,自动避障,并到达当日的初始清扫位置。计算转移位置概率,当分区概率大于阈值时,输出最短路径并规划出路径与障碍物之间的安全距离。实验结果表明,所提方法路径长度均在50km以内,收敛时间均保持在3.5s以下,符合预期设定目标,能实时反映清洁机器人的工作环境与状态,提升了清洁机器人的运动效率,达到了较好的应用效果。     

清洁机器人路径规划算法研究综述

针对目前清洁机器人的清洁效率低,同时路径规划技术存实际应用中方法简单、适应性弱,特别是在障碍物环境下存在明显的不足等问题,提出了路径规划的基本方法及关键过程,保证机器人完成清洁任务,达到自主路径规划和全区域覆盖的要求。着重分析了环境建模的不同技术,同时讨论了在环境地图中不同的路径搜索算法,通过对算法的覆盖率、重复率等重要性能指标进行了比较,分析了不同算法的优、缺点及适用范围,为算法的合理应用提供了技术参考,最后提出了清洁机器人进一步研究的方向。研究结果表明,根据环境的复杂程度,需要采取不同的路径规划算法来制定控制方案,而对多种算法进行融合技术处理则能有效地提高对不同环境的适用度以及控制系统的鲁棒性。     

智能型室内清洁机器人的研究和发展探析

概述了智能型室内清洁机器人的研究现状,分析和总结了目前智能型室内清洁机器人的研究内容和特点,介绍了国内外在这方面的研究成果和不足之处,并对智能型清洁机器人的未来发展趋势进行了预测。     

清洁机器人全覆盖路径规划算法综述．

各种应用型移动机器人的设计是目前研究的焦点,它具有广阔的科研价值和市场前景,而路径规划技术是其中关键技术之一。本文系统总结了当前全覆盖路径规划算法的主要研究成果,并在覆盖效率、算法实现难易等指标方面进行比较剖析,探讨了各种算法的优势和不足。最后,提出进一步研究的方向。     

基于MRDS的清洁机器人室内路径规划算法的仿真实现

针对目前室内清洁机器人的路径规划算法理论研究较多,而难以应用于实践的问题,建立了清洁机器人相对定位的数学模型,通过使用清洁机器人的迂回式路径规划、回字形路径规划、包围式路径规划和启发式路径规划算法进行了研究,分析了路径规划算法的具体实现过程.利用微软机器人开发平台（MRDS）,使用可视化编程语言（VPL）,对4种路径规划算法进行仿真实验.对启发式路径规划中激光测距仪的返回数据进行了分析,将单位时间内各路径规划算法的转弯角度作为评价算法优劣的标准,比较了各路径规划算法的优缺点.研究结果表明,启发式路径规划中,清洁机器人能够根据当前的环境信息选择最佳路径,相同时间内所用转弯角度最少,该算法优于其他算法,具有一定的推广价值.     

基于超声雷达的室内清洁机器人自主行走控制方法研究

采用多个超声波传感器辅以旋转扫描的方式构造超声雷达,对室内未知环境进行探测,并通过拟合算法消除超声波传感器非线性数据失真。在此基础上,提出了一种基于直线行程地图的路径规划方法,使机器人自主地逐行有序行走。     

吸尘机器人的路径规划算法

为了完成整个房间的清扫工作,一种合理的路径规划方法是必须的。本文提出了一种基于传感器信息的吸尘机器人的路径规划算法。在环境未知的条件下,这种算法比较简单,清扫的效率也比较高,而且具有自动检测障碍物,自主避障的功能。     

机器人室内路径规划算法的实用性研究

机器人研究领域中的一个关键分支即路径规划技术,本课题在机器人P3-DX实验平台的基础上,通过栅格化建模对室内的环境实现分块。4种路径规划〖CD2〗回字形路径规划、迂回式路径规划、启发式路径规划与包围式路径规划的可行性已经得到验证,为验证4种路径规划的实用性,在真实环境中将这4种路径规划算法进行了实验研究,通过软件将机器人行走后返回的数据绘制出相应的路线图,同时,根据各路径规划算法的路线图的不同重复率与覆盖率,找出效率较高的路径规划算法。     

容器试件机器人焊接工艺设计及其路径规划

目前,由于用工环境的恶劣,人工费用的增加,国内开始大量使用机器人来代替人工。我国工业机器人年安装量达到10万台以上,拥有巨大的市场,但如何使用好机器人焊接来提高产品质量就显得尤为重要,本文主要论述了机器人焊接碳钢板容器试件焊接工艺设计及实现。通过对比不同参数下的焊缝成形,找出最优的焊接工艺参数,设计机器人焊接路径规划,达到焊缝质量要求,解决了以往复杂工件焊接质量、效率不高的问题。     

清扫机器人路径规划的研究

定位和全覆盖是清扫机器人路径规划的最基本问题.研究了机器人在环境中的相对定位,并采用卡尔曼滤波进行滤波处理,减小误差.研究了基于生物激励神经网络的路径规划算法,通过仿真,发现在障碍物多的情况下重复率较高的问题.对算法进行了改进,提出了一种基于模板的生物激励神经网络的路径规划算法.通过仿真实验,发现算法在减少重复率方面是有效可行的.     

储油罐清洗机器人全覆盖路径规划研究

针对储油罐清洗机器人在清洗作业时因罐内障碍物导致重叠率较高、无法保证清洗覆盖面积问题,在一种全覆盖罐底方法的基础上提出了适用于内浮顶储油罐的改进Bug路径规划算法。首先通过正六边形拓扑结构全覆盖罐底的清洗原理,得到清洗点坐标;其次,采用坐标法进行清洗环境建模,在传统Bug算法的直线行走条件中加入机器人清洗目标点与罐底障碍物位置关系信息,优化清洗点坐标位置,规划出机器人起点到每个清洗点之间无障碍的直线行走路径;最后应用改进后的Bug算法对无障碍、有障碍两种环境进行覆盖路径规划算法的仿真分析。仿真结果表明,所提出的路径规划算法能够在覆盖面积大、重叠率低的同时实现机器人的无障碍覆盖。     

基于遗传算法导管架清洗机器人路径规划研究

海洋导管架错综复杂,人工控制清洗机器人在清洗过程中容易出现漏洗、重复清洗等现象,为使机器人能够高效、快速的清洗,基于遗传算法对其进行路径优化,利用清洗时间作为导管遍历代价,对导管架进行数字建模,以局部模型规划为例,验证算法的有效性,为空间桁架结构机器人路径规划提供一种思想。     

油罐清洗机器人全覆盖遍历路径规划方法

油罐清洗机器人全覆盖遍历路径规划要求机器人以尽可能低的重复率遍历油罐底部的全部无障碍油泥区。提出一种非结构化环境下油罐清洗机器人的高效全覆盖路径规划算法:首先采用区域分割法进行工作环境的建模,其次油罐清洗机器人采取内螺旋算法从起始点进行单个油泥区覆盖,最后以图的深度优先搜索算法和邻接矩阵确定这些油泥区的衔接顺序和最短路径,进行所有油泥区的遍历。算法在虚拟环境中进行了仿真实验,并利用实验结果和评价指标评估了其可行性和有效性。     

仿壁虎机器人的步态设计与路径规划

对仿壁虎机器人的步态规划问题进行探讨,在观察分析大壁虎爬行方式的基础上,总结出1324、伪1324以及对角线三种步态,并简要介绍不同步态规划之间的区别,最终选择对角线步态作为仿壁虎机器人的爬行步态。在此基础上设计仿壁虎机器人的直线位移步态规划和原地转弯步态规划。针对仿壁虎机器人的单足路径规划,根据步态规划结果将每一条步行足的运动过程分为支撑相和摆动相两种状态,通过对路径约束条件的分析,用多项式逼近的方法分别得出仿壁虎机器人单足路径支撑相和摆动相的一般性表达式,为计算关节控制量提供相应的依据。最后结合实际研制的仿壁虎机器人对步态路径规划进行实例仿真分析,得出支撑相和摆动相的位移时间关系,证明用多项式逼近的方法生成的路径曲线具有良好的起落特性,为仿壁虎机器人的稳定姿态爬行移动控制提供了理论依据。     

全向轮机器人路径规划与导航系统设计

全向轮机器人因不存在非完整性约束可向任意方向做直线运动而不需事先做旋转运动,可执行复杂的弧线运动。介绍了一种基于正交码盘与陀螺仪建立的全向轮底盘定位系统与基于Bezier曲线路径规划的机器人导航算法。以13年亚太机器人大赛国内选拔赛参赛机器人为平台,通过研究三轮全向轮底盘的运动特性,以DSP+FPGA为控制核心,结合外部传感器实现了对机器人的运动控制,使其能够跟随基于Bezier曲线规划的路径运动。实验表明,该套控制系统具有良好的运动控制精度,并在比赛应用中满足了高速、精确的底盘运动控制要求。     

双向清洗机器人玻璃幕墙完全遍历路径规划

报道了玻璃幕墙清洗机器人设计与路径规划多采用自上而下单向作业造成作业效率较低的现状,对具有双向作业功能的玻璃幕墙清洗机器人路径规划方法进行了研究。充分利用环境物理信息,提出一种考虑机器人往复主运动方向、集成栅格法与启发式搜索算法并可应用于双向作业玻璃幕墙清洗机器人的完全遍历路径规划方法。最后以一个模拟环境为求解实例,证明了算法的有效性。仿真研究表明,该算法不仅简单有效,而且可明显改善路径规划性能,降低路径重叠率。     

基于遗传算法的装填机械臂轨迹多目标优化设计

本文通过5次多项式插值法,建立药筒装填机械臂在关节空间的轨迹数学模型,提出了基于时间、能耗和振动的3个优化设计目标,并结合遗传算法对轨迹模型进行优化.结果表明,优化后的轨迹保留了原有轨迹模型一阶、二阶导数连续的特点,更加符合装填机械臂对实际操作任务的需求.     

一种移动机器人的路径规划算法研究

针对移动机器人路径规划过程中存在易陷入局部最优、规划质量差和规划效率低等问题,提出一种结合入侵杂草算法和NURBS算法的混合路径规划方法。首先,根据路径规划要求建立目标函数,并将规划问题转化为函数最小值求解问题。然后,利用目标函数来指导入侵杂草算法寻找安全可行的路径点,接着将NURBS算法作为局部路径优化算子光滑处理路径,缩短路径长度。最后,在仿真环境下进行对比分析。结果表明,该方法相比于传统的入侵杂草算法在路径质量和效率上均有所提高,对实际移动机器人路径规划研究具有较高指导作用。