基于农业仓库物流搬运机器人控制算法分析与研究

在现代化农业仓库物流搬运产业布局中,通过移动机器人取代人来实现产业升级是一条必由之路.针对移动机器人在复杂工作环境下导航定位及避障运动问题,本文主要研究了相关的控制算法.首先,介绍了移动机器人网络控制系统平台的架构,并对经典双轮差动模型进行了简要分析;其次,通过对激光雷达数据的数学建模,实现了对于机器人工作环境中几何特...     

基于智能蚁群算法的移动机器人轨迹规划

为了提高移动机器人工作效率,减小能量损耗,优化机器人运动轨迹。建立了移动机器人运动学模型,在此基础上提出了一种智能蚁群算法的机器人误差补偿轨迹优化方法。通过蚁群搜索算法对关节空间内的驱动轮进行轨迹优化,从而实现移动机器人轨迹规划过程中的误差补偿轨迹优化。仿真结果表明,所提出的方法能够有效对机器人误差进行补偿,实现了机器人运动过程中的轨迹跟踪,保证了机器人的运动精度。     

基于3D打印和Arduino的单臂轮式机器人的设计

为解决智能移动机器人研发时间长,生产效率低等问题,介绍了一种基于3D打印和Arduino的单臂轮式机器人的设计方案。该方案利用UG三维建模、3D打印技术对机器人的硬件结构设计及制造,采用Arduino单片机对机器人的软件系统开发,运用模块化开源的程序设计,对机器人的运动和避障进行控制。试验证明,该方案切实可行,能实现传统制造方法难以进行的复杂原型设计及制造,缩短研制周期,对于智能移动机器人的研发具有一定的参考价值。     

全驱动六轮悬挂摇臂式机器人的设计及其越障性能分析

设计了一种全驱动六轮悬挂摇臂式智能移动机器人,对机器人的硬件和软件设计进行了介绍,并制做出了实验样机。通过对机器人结构的建模和理论分析,对其越障性能进行了深入的研究;实验证明,该机器人具有良好的越障能力,可作为执行搜救、信息探测和排爆等特殊任务的移动平台,具有良好的发展前景。     

基于感知-行为的移动机器人全区域覆盖路径规划

针对未知环境信息下的移动机器人全局区域覆盖路径规划问题,提出了一种基于感知-行为的路径规划方法。根据移动机器人实时感知的传感器信息,建立机器人全区域覆盖的行为执行表,在机器人全区域覆盖过程中,通过这种感知与行为的关联能够实时有效地驱动机器人实现路径规划。模拟与仿真的结果证明了算法的简单性和实用性。     

一种未知环境下室内移动机器人路径规划新算法

针对目前室内移动机器人的路径规划算法理论研究为主,实际应用较少的问题,通过建立了移动机器人的运动学模型,采用栅格化建模方法将室内环境进行了分块,再利用先锋机器人P3-DX及其配套的仿真软件MobileSim,设计并且成功应用了一种未知环境下室内移动机器人路径规划的新算法。该算法在结合了机器人宽度信息的基础上,进行了栅格化模型建模,采用"点到点"的路径规划方法。最后在MobilesSim和P3-DX真实机器人上分别进行了仿真和实验验证,研究结果表明,该方法有效,且具有很好的可操作性。     

电子部科学技术进步奖专栏

机器人行动规划理论及其控制技术 (1993年度一等奖) 机器人行动规划理论及其控制技术项目是研究智能移动机器人的智能技术,为未来的智能机器人提供关键技术,如规划、决策和体系结构,视觉处理和环境建模,自动驾驶和导航技术,人机交互技术。并把上述技术先后分别集成在THMR-Ⅰ和THMR-Ⅱ移动机器人上,移动机器人具有执行规划结果、进行视觉导航、超声导航、躲避障碍、跟踪目标和无碰撞搜索目标等功能。同时还带有临场人机交互功能。移动机器人最大车     

移动机器人传感器与导航控制

针对移动机器人在复杂动态工作环境下如何进行定位和导航的问题做了深入研究,全文阐述了移动机器人混合导航和地图重建的基本方法。首先,介绍了移动机器人结构与软件平台框架,对整个系统进行了总体的技术分析。然后,分析了经典双轮差动模型,并总结了移动机器人上的应用范围;再次,对移动机器人的传感器进行了详细的介绍,移动机器人任务决策系统属于移动机器人的核心控制端,不仅需要负责对数据处理与分类处理,而且同时做出相应的分类反应;最后,通过对信息数据的采集实现了对于环境特征的提取,建立了导航图像和导航机器人导航,机器人导航属于数据信息交互的传输端,负责将移动机器人在移动的过程中产生的信息数据传输到决策系统作为输入端,信息决策系统将信息数据进行分类再由总线将这些信号进行分类发送。经过实验证明,该移动机器人具有良好的导航性能,可以将其应用于移动机器人控制系统。     

五自由度农业采摘机器人轨迹规划

为解决所设计的五自由度农业采摘机器人的轨迹规划问题,通过DH参数建模建立了其运动学模型,提出了一种基于代数法和几何法的综合应用的算法,成功推导了此类机器人的逆运动学解析解。在此基础上,采用一种加速度函数为组合正弦函数的轨迹规划方法对其进行关节空间的轨迹规划,并进行了仿真实验分析。研究结果表明,该规划方法不仅具有操作时间短的特点,而且使得机器人运动平稳,无振动和过冲现象,满足机器人准确、快速完成采摘任务的要求。     

基于知识的飞机型架靶标智能设计技术

提出了基于知识的靶标智能设计技术,对靶标设计知识进行了分类表达,通过知识推理和集成规划了靶标智能设计的整体流程,并在CATIA平台上开发了飞机靶标智能设计系统,实现了靶标建模的智能化设计.     

视觉引导下的自主式捡球机器人多目标路径规划算法

文章首先简要描述了捡球机器人路径规划的目的、视觉处理的工作特点,分析了自主式捡球机器人设计时所面临的问题,然后结合滚动窗口理论提出了一种基于视觉传感器的自主式移动机器人多目标路径规划算法。该算法有效地减少了移动捡球机器人执行任务的时间,提高了其捡球效率。     

面向虚拟装配的产品公差模型

从虚拟环境下产品模型的特点和特殊要求出发,提出了产品公差模型的概念,分析了虚拟环境对公差信息的需求,指出除基本信息外,还需要提供公差的动态行为信息.根据虚拟环境下面片模型的特点,提出了一种面向虚拟环境的多层次结构的产品双耦合公差模型,并结合产品属性信息建模,解决了虚拟环境下产品公差模型的构建问题.从几何模型的构建、属性信息的获取、不同层之间的映射技术等方面,系统地论述了该模型的具体实现方法,并结合公差动态行为信息在虚拟装配中的作用、公差和精度的可视化显示、公差的设计反馈等技术论述了该模型的具体应用方法.     

纺机常用件设计系统中知识与数据的管理

介绍了基于Pro／ENGINEER的纺机常用件设计系统的总体框架，提出了一种设计知识和数据的表达和管理方法。研究了知识管理子系统的信息模型和树型结构的递归算法。最后给出了运行实例，表明系统实现了设计知识和数据的提取、存储、继承和重用，提高了零件设计速度和设计准确性。     

基于FSM的双轮机器人舞步行为建模与仿真

为了解决轮式机器人舞步运动建模复杂、调试时间长的问题,提出了一种基于有限状态自动机理论的双轮机器人舞步行为模型描述方法,并基于Matlab／Stateflow图形化的描述方法,实现了轮式机器人舞步行为的建模,设计了轮式机器人舞步行为的逻辑控制。仿真结果表明,构造的仿真模型可以模拟机器人舞步行为的实际过程。模块化的设计简洁清晰,设计与调试时问大幅度减少,成本降低,动作的可控性增强,该方法为轮式机器人舞步规划的实现提供了理论依据。     

虚拟现实环境下产品装配特征信息的提取

对装配特征信息进行了描述 ,提出了三种不同层次的特征提取方法 :造型特征继承、基于规则的边界匹配识别及启发式交互定义。可有效地提高特征获取的适应性 ,对VR环境下产品虚拟装配有着重要作用。     

智能型采棉机器人电气控制系统设计

针对基于视觉的棉花采摘技术,构建了智能型采棉机器人总体设计方案。其电气控制系统中运动控制子系统采用安川MP2100运动控制单元为核心,控制其中的四自由度机械手及X向导轨,具有良好的实时性和扩展性。机器视觉子系统采用SEED-VPM642开发平台为基础,配合3个CCD摄像头进行采集,能够实现高效率和高准确性的图像识别。各个接口模块之间通过PCI总线进行通信,由工控机统一协调处理,以实现高效采摘功能。     

基于LabVIEW的高速并联机器人动特性试验分析

高速并联机器人的系统动力学特性在理论上进行精准描述极为困难,同时传统的动态测试方法又因所用仪器价格昂贵而限制了其应用。为此,避开理论精确建模和传统的测试分析方法,设计了一套基于LabVIEW的虚拟频谱分析软件,并通过试验验证了该虚拟仪器的有效性。最后,由试验测出机器人被施加虚约束前后系统刚度的变化,提出了对该机器人机械结构进行改良的措施。     

万寿菊机械式采摘现状分析

针对机械式采摘万寿菊的发展现状进行分析,介绍了国内外万寿菊种植现状以及种植范围,对万寿菊的生产价值以及经济价值进行了分析.为了提高万寿菊采摘效率,提出发展机械化万寿菊采摘的战略是非常必要的.进一步通过对现有机械采摘的分析,提出对机械式万寿菊采摘机的改进策略以及展望,为以后对于机械式采摘万寿菊、仿生机器人采摘万寿菊等研究工作奠定了基础.     

基于有限状态机的宠物机器人行为建模

宠物机器人的行为是机器人扮演宠物的重要内容。对宠物机器人行为的研究并进行有效的建模仿真,有助于提高宠物机器人的功能以及机器人的研制。目前尚无针对该领域的专门研究和专项理论。该文阐述了基于有限状态机理论（FSM）,利用MATLAB中Stateflow工具箱对宠物机器人的行为进行统一的描述和建模的方法,并以步态行为为例进行了具体描述和建模,对宠物机器人行为领域的研究作了有效尝试。基于该方法的成果为进一步联合仿真分析提供了简浩的状态逻辑策略。     

利用牛顿-欧拉动力学识别机器人连杆惯性参数

基于机器人基座力传感器的输出信号探讨了利用牛顿—欧拉动力学递推方程识别机器人连杆惯性参数的方法。首先通过理论推导阐述了利用该方法识别机器人连杆惯性参数的求解思路与步骤,其次采用仿真计算验证了该识别方法的有效性。使用上述方法识别的机器人连杆惯性参数包含了机器人的关节特性,进行动力学建模时,无需再对机器人的关节特性建摸。