基于关联规则挖掘的全向轮移动机器人目标跟踪控制系统设计

为保证全向轮机器人在移动过程中所捕获到的目标对象能够完全符合理想目标设定条件,准确追踪目标节点的运动行为,设计基于关联规则挖掘的全向轮移动机器人目标跟踪控制系统;根据CAN主控框架的部署形式,按需连接核心管控电路与I/O跟踪模块;分别以转向控制器、速度控制器为例,完善全向轮控制结构的物理作用能力,实现机器人目标跟踪控制系统的硬件设计;在此基础上,定义频繁项集合,按照具体的关联规则特征描述结果,确定挖掘程序指令的执行能力,得到准确的关联离散度指标计算结果,实现控制系统的关联规则挖掘,再联合相关硬件设备结构,完成基于关联规则挖掘的全向轮移动机器人目标跟踪控制系统设计;分析对比实验结果可知,随着关联规则挖掘控制系统的应用,全向轮机器人在移动过程中所捕获到的目标对象能够将理想目标完全包含在内,机器人目标跟踪结果准确,可以辅助全向轮移动机器人更加准确地追踪目标节点的运动行为,符合实际应用需求。     

基于全向轮的机器人移动机构运动分析与控制设计

为了实现在有限空间内对机器人进行实时移动控制的目的,提出了一种结合差速控制和正交全向控制的设计方法。以老人服务机器人为平台,通过研究具有4组正交全向轮移动机构的运动特性,以ARM7微控制器为核心,结合速度传感器,实现了对机器人的移动控制。实验表明,该控制方法具有很好的实时性和精确度。在实际应用中,满足了老人服务机器人运动的实时性和高精度的要求。     

基于ARM的全向移动平台智能循迹系统设计

为实现全向移动平台的智能循迹和避障,设计了一种基于进阶精简指令集处理器(ARM)控制器的全向移动平台智能循迹系统。该系统采用视觉传感器采集路径信息,通过循迹算法获得全向移动平台的移动控制参数,同时依据路径弯曲程度实时地调整移动平台当前运动速度;采用激光传感器进行测距,并对收集到的数据信息进行处理与分析,以实现避障。该设计实现了全向移动平台的智能循迹和避障。试验结果表明,基于ARM的全向移动平台能够沿预设的轨迹快速、稳定地行驶。该设计方案简单、可靠,可广泛应用于智能导航设备。     

VRML技术结合全方位运动轮椅的应用实践探索

协同虚拟现实技术具有广泛的应用背景,文中以全方位轮椅为应用对象,探讨虚拟现实技术的应用.结合Mecanum轮、连续切换轮、锥滚轮这三种全向轮的运动原理与排布方式,分析了轮椅的运动学关系.在轮椅三维Pro/E模型的基础上,利用虚拟现实建模语言（VRML）对全方位轮椅进行实时定制和仿真,通过操作定制控制台可以实现零件颜色的改变和轮椅部件的替换.运动仿真控制台可以实现轮椅的直走、横走、斜走以及原地打转等运动方式的仿真.这样用户能参与到轮椅的定制设计中,得到符合自己要求的轮椅,同时对全方位轮椅的特殊运动功能有了更加深刻和形象的认识.     

基于ARM9的嵌入式足球机器人运动控制系统

提出以S3C2410为主控芯片,对MCX314As进行控制的嵌入式足球机器人运动控制方案,分别设计系统的硬件和软件部分.通过对四轮全向机器人的运动学分析,得到机器人运动控制方案.实验证明,以本控制器作为ROBOCUP中型组机器人的底层运动控制系统,速度和位置控制精度等指标均达到了设计要求.     

基于多传感器信息系统的三轮全向机器人的研究

本文介绍基于多传感器信息系统的三轮全向机器人的研究,建立了机器人三轮全向移动模型,底盘的三个全向轮呈120。分布,可实现机器人在二维平面内的任意方向移动;设计了多传感器信息系统,通过陀螺仪实现机器人的位姿信息获取,通过双编码器的正交模型实现机器人的位移信息获取,通过机器视觉实现目标物体的甄别,最后给出机器人识别篮球的案例实验结果。     

轮式机器人：创新设计与实验研究

轮子是人类的一项伟大发明，轮式移动系统为人类的生产和生活带来了极大便利，机器人采用轮式移动系统是一个十分重要的发展方向。为克服普通轮子对复杂地形适应性不足的问题，研究者们在轮子与行驶表面的吸附方式、轮子自身的几何形态、行驶过程中的转向方式等方面进行了探索。在轮子将滑动摩擦转变为滚动摩擦这一移动机理的基础上，针对崎岖地形翻越、垂立壁面爬升、地面全向移动等场景要求，该文提出了三模式变形轮、磁吸附轮、变参数全向轮等 3 类新型轮子结构，及其相应的轮式移动结构；通过连杆机构实现了三模式变形轮在圆轮模式、爪模式、勾模式之间的切换和机器人的向越障；通过磁吸附轮结构和被动三自由度悬架，使全部轮子始终贴合壁面，实现了机器人的壁面行驶；通过空间机构调节辊子安装角参数，使轮子摩擦力方向受控，保障了机器人的全向行驶；通过样机搭建和实验研究，验证了该文所提创新设计的可行性。     

四轮驱动全向底盘的控制方法研究

为提高机器人移动的灵活性和机动性,使机器人到任意位置均沿直线行走并改变姿态,需在传统的两轮驱动底盘上增加驱动轮,文章主要针对四轮驱动全向底盘的控制方法进行研究;文章对四轮驱动全向底盘进行运动学分析并建模,得到了控制系统传递函数,并进仿真验证;对四轮驱动全向底盘进行了动力学建模,分析了如何避免出现“打滑”现象;导航方式采用了经济、精度较高的全向码盘导航方式;控制上采用闭环控制,加入前置探测点和超前校正环节,并且考虑了实际过程中机体的加减速问题;实验结果表明,提出的控制方法可以使四轮驱动全向底盘实现预设功能,并且具有较高的控制精度,研究内容对机器人的灵活移动有着十分重要的意义.     

基于观测器的全方位平台滑模轨迹跟踪控制

以Mecanum轮型全方位移动平台为对象,建立运动学和动力学模型,研究机器人的观测目标优化控制问题.针对全方位轮特有的滑移和平台的重心偏移等不确定和非线性因素对运动的影响,采用多体动力学软件RecurDyn,构建了包含各种非线性因素的虚拟样机模型.提出采用等效控制的滑模控制器,通过非线性扩张状态观测器,可以实现对系统不确定项和干扰的估计,有效地降低了切换增益.引入双曲正切函数代替符号函数,消除了输出抖振.通过仿真分析,取得了良好的轨迹跟踪效果,表明该方法是有效和可行的.     

基于参考模型的四轮驱动电机解耦控制

由于四轮全向移动机器人的四个轮子之间存在耦合关系,使得机器人各个电机的控制效果并不理想.针对这一问题,利用参考模型解耦控制的思想,提出一种基于参考模型的四轮驱动电机解耦控制方法,通过设计合理的解耦控制器,并将其引入到控制系统的解耦环节,实现机器人各个电机的解耦控制,并通过仿真实验验证该方法的有效性.     

On supervisory control of mobile platform on four swivel wheels

A mobile robotic platform with four driving swivel wheels, whose centers are situated at the vertices of a rectangle, is considered. Each of the wheels can rotate about its horizontal axis in a common way, and the plane of the wheel situated in a fork can turn with respect to the platform about the perpendicular axis. These turns and rotations of four wheels are performed using eight drives. The platform can move, perform translational and rotational motion without wheel slip if and only if the fork orientation and wheel angular velocities satisfy certain relations. This study presents the relations to which program values of fork turning angles and wheel angular velocities calculated for automatic control of the platform motion or operator control should satisfy. The scheme of supervisory (with an operator) control of the platform motion and its virtual analogue are described.     

Kinematics of mobile manipulators and implications for design

A systematic, unified kinematic analysis for manipulator arms mounted to mobile platforms is presented. The differential kinematics for the composite system is used, along with an extended definition of manipulability, to generate a design tool for this class of systems. An example is presented in which a 3 DOF anthropomorphic manipulator is mounted on a platform powered by two independent drive wheels. Scaled manipulability ellipses are used to visualize the effect of manipulator mounting position on the overall mobility of the system. Given information about the intended tasks of the mobile manipulator, conclusions may be drawn as to the most appropriate mounting site. For the tasks which motivated this research, automated highway construction and maintenance, it was concluded that the manipulator base should be near the axles of the drive wheels and far from the centerline of the platform. © 2000 John Wiley & Sons, Inc.     

基于Android系统嵌入式移动可信网关设计

以往移动可信平台设计均以终端设计为主,不适用于移动物联网条件下,提出一种基于Android系统的嵌入式可信移动网关,结合可信平台模块（ TPM）芯片与Android系统特有特性,设计新的可信模块。本设计提出 Android 系统下软硬件系统架构以及每个模块的详细功能。根据设计利用 Atmel AT97SC3205T芯片对Cortex—A8 S5PV210平台可信改造,并在Android系统上开发网关应用程序。根据此平台已经开发ZigBee应用程序,此设计有较高的商业价值。     

具有MY轮的全方位移动机器人运动学研究

根据MY轮的结构特点建立了由MY轮组成的全方位移动机器人的运动学模型.分析了由于轮结构带来的运动学特性.对全方位移动机器人在运动过程中的振动、控制及误差进行了深入研究.提出了通过优化接触距离及MY轮转速来减小机器人运动误差的控制方法.为获得优化结构,比较了三轮结构和四轮结构的运动学特性.同时应用正弦控制规律来合理控制MY轮的转动,改善了机器人的运动稳定性.仿真结果充分证明了分析的正确性.     

Kinematic modeling,mobility analysis and design of wheeled mobile robots

Wheeled mobile robots (WMRs) consist of interconnections of many electromechanical systems. Their mechanical subsystem comprises primarily the platform and the wheel units. To formulate the kinematic model of this class of robots, we model the individual subsystems separately. The composite kinematic model of a WMR is then a coupling of the various kinematic submodels. We study WMRs with different wheels, i.e. offset wheels, centered wheels and dual-wheels. The study focuses on system mobility, which is derived using the functional matrix. We also identified the kinematic equivalence between the dual-wheel and the centered wheels, and some advantages of the dual-wheels over the centered wheels and offset wheels. Results suggest that WMRs with mobility less than 3 cannot track a trajectory with a discontinuous heading without incorporating a time delay, during which the wheel orientation should be changed. Moreover, the steering angles of WMRs equipped with steered wheels require proper coordination to avoid jamming of the drive subsystem. For design purposes, we aim at a kinetostatically robust WMR. The concept of kinetostatic isotropy is applied to find the location of the wheels with respect to the platform and their type in order to achieve isotropy. It is shown that WMRs with three conventional wheels can be made isotropic if the offset either vanishes or equals the radius of the wheel, and if the three wheels are mounted at the vertices of an equilateral triangle.     

一种基于J2ME的移动警务应用系统的新型设计

针对目前公安部门的移动警务应用系统的不完善，提出了一种基于J2ME的移动警务应用系统的新型设计方案，重点阐述了移动警务应用系统的客户端设计及移动警务应用服务平台设计，以J2ME为移动终端开发平台，利用过滤器、数据库连接池等关键技术，结合Servlet、JSP、JavaBean组件，实现了移动终端与移动警务应用服务平台之间方便、快捷、精确的通信，彻底提高了广大公安干警的工作效率。     

基于DSP的飞行器大角度机动控制实验技术研究

讨论了空间飞行器大角度机动控制实验平台的实现方法,并给出了硬件系统原理框图和软件的设计流程图;采用变结构控制算法,设计了基于反作用飞轮的大角度姿态机动控制器,并进行了不同角度下的闭环姿态机动控制实验,实验结果验证了该实验平台设计的可行性,对空间飞行器大角度姿态机动的研究提供了一个较好的实验平台.     

基于PKI的移动OA安全模型研究

文章研究了移动OA模型中的安全问题。首先,该文详细分析了目前可用于移动OA的VPN技术和CDMA1X-VPDN等技术以及基于PKI的移动OA安全模型框架,然后提出了应用于海关OA中的基于PKI的移动OA安全模型MOASM,并根据它进行了海关移动OA接入服务平台、应用服务平台的设计、应用开发平台的选择、功能设计、数据设计以及用户身份认证、访问权限控制和网络安全隔离等安全设计,并将其成功应用于海关系统。     

Force-guidance of a compliant omnidirectional non-holonomic platform

Physical guidance is a natural interaction capability that would be beneficial for mobile robots. However, placing force sensors at specific locations on the robot limits where physical interaction can occur. This paper presents an approach that uses torque data from four compliant steerable wheels of an omnidirectional non-holonomic mobile platform, to respond to physical commands given by a human. The use of backdrivable and torque-controlled elastic actuators for active steering of this platform intrinsically provides the capability of perceiving applied forces directly from its locomotion mechanism. In this paper, we integrate this capability into a control architecture that allows users to force-guide the platform with shared-control ability, i.e., having the platform being guided by the user while avoiding obstacles and collisions. Results using a real platform demonstrate that user’s intent can be estimated from the compliant steerable wheels, and used to guide the platform while taking nearby obstacles into consideration.     

Adaptive Robust Control of an Omnidirectional Mobile Platform for Autonomous Service Robots in Polar Coordinates

This paper presents an adaptive robust control method for trajectory tracking and path following of an omni-directional wheeled mobile platform with actuators’ uncertainties. The polar-space kinematic model of the platform with three independent driving omnidirectional wheels equally spaced at 120 from one another is briefly introduced, and the dynamic models of the three uncertain servomotors mounted on the driving wheels are also described. With the platform’s kinematic model and the motors’ dynamic model associated two unknown parameters, the adaptive robust controller is synthesized via the integral backstepping approach. Computer simulations and experimental results are conducted to show the effectiveness and merits of the proposed control method in comparison with a conventional PI feedback control method.