未知环境的移动机器人路径规划研究

为了提高移动机器人在未知环境中的路径规划的性能,提出了改进人工势场法.首先分析了传统人工势场法的优缺点,据此,提出了一种由模糊智能控制与改进人工势场法相结合算法.由模糊算法对静态障碍物进行避障,并改进引力函数将目标点速度、加速度信息加入其中对目标点进行跟踪,从而实现自动避障和路径规划.通过实验仿真对比可知,此算法在存在障碍物环境中,移动机器人可以寻得较短的路径和较快的时间,安全无碰撞的到达目标点,该算法的准确度可达96％.     

基于改进人工势场法的双机械臂避障路径规划

针对双6自由度机械臂提出了一种基于改进人工势场法的避障路径规划算法。分析了双机械臂的协作工作空间,确认了双臂自碰撞的可能。针对静态障碍物对主机械臂进行避障运动规划,完成主机械臂路径规划后,再将主机械臂作为从机械臂运动时的动态障碍物,为从机械臂规划避障运动路径。利用新的势能函数代替传统人工势场法的势能函数,对双机械臂进行避障路径规划;由于传统人工势场法在机械臂避障路径规划中容易陷入局部极小值的缺陷,因此,增加了虚拟吸引点,避免机械臂陷入局部极小值。仿真实验表明,该方法实现简单,满足双机械臂避障的要求,能够有效地为双机械臂规划出无碰撞路径。     

基于改进人工势场法的电力巡检机器人自动避障轨迹规划

为了使巡检机器人在电力系统中避开障碍物,顺利完成电力巡检工作,提出基于改进人工势场法的电力巡检机器人自动避障轨迹规划方法。构建了电力巡检机器人的被控对象模型,分析电力巡检机器人的避障运动学,根据分析结果采用栅格法获取环境参数,实现环境建模,获取电力巡检机器人工作环境信息;引入改进人工势场法,叠加斥力势场和引力势场获得合力势场,判断环境中的障碍物并规划避障路线,完成电力巡检机器人自动避障轨迹的规划。实验结果表明,所提方法的避障准确率高、规划效果好、规划效率高。     

基于模糊人工势场法的机械臂避障达点研究

针对机械臂的避障达点问题,结合人工势场法与关节空间搜索方法进行研究,同时设计模糊控制器调节重构的势场函数中引力势场以及斥力势场权重系数来克服传统人工势场法的局部极小问题。用MATlAB进行了仿真证明其有效性,同时用kukaiiwa机械臂进行了实验验证。     

一种改进的势场法路径规划算法

在应用传统人工势场法的移动机器人路径规划问题中,机器人对移动障碍物避障效率较低,路径中存在局部极小点。针对这些缺陷,构建了一种基于势流理论的势场模型。在该模型中,势流理论中的概念与路径规划中的概念一一对应,修正函数解决了势流理论中与路径规划问题的矛盾之处,如点汇处速度无穷大等。为了保证对移动障碍物避障的可靠性,应用茹科夫斯基变换对势场分布及函数进行了改进。模型经改进后,为解决局部极小问题,本文进一步使用了点涡的概念,此后又加入虚拟点源以优化轨迹。最后,讨论了多障碍物势场加权叠加方法。仿真实验中,在多种避障情景下对比了改进前后的势场法。仿真结果表明,改进势场能够引导机器人对移动障碍物进行灵活避障,在避免局部极小点时较传统方法更为有效。     

基于改进势场蚁群算法的自动引导小车路径规划研究

自动引导小车(AGV)是自动化车间里必不可少的一种运载工具,为了实现AGV小车可以在自动化车间环境下能够进行自主导航、避障和路径最优功能,提出了一种通过建立栅格地图,在蚁群算法的基础上加入人工势场局部搜索寻找最优路径的算法。该算法通过利用人工势场法中AGV到目标点的距离构造启发函数,根据对动静态障碍物的识别来重构不同的势场函数,从而增加AGV在局部路径上的搜索和安全避障能力,同时利用蚁群算法的搜索方式来寻找到目标点的全局最优路径。通过仿真实验证明了所提出算法能有效解决自动化车间环境中的路径规划问题。     

改进的人工势能场在足球机器人避障中的应用

本文通过分析传统人工势场法的不足,提出一种新的人工势场法.通过引入逃脱力,并且采用EAPF结合遗传算法来获得优化的势能场函数,解决足球机器人导航和避障问题,仿真结果表明能达到时间最优的目的.     

双主轴车削加工中心高效应用及研究

双主轴车削加工中心结构复杂、运动形式多样,能够一次装夹下完成零件的所有加工工序,但由于机床结构较复杂,在试件加工时往往会发生碰撞、干涉等危险情况,给机床使用带来风险,同时影响机床的高效应用。基于虚拟仿真技术,以EMCO maxxturn65双主轴车削中心为研究对象,在VERICUT中构建机床虚拟仿真加工系统,并进行仿真加工。通过仿真加工,检验NC程序的正确性,检测加工中可能出现的干涉、碰撞等情况,预知加工结果;根据仿真加工,对错误的NC进行纠正,保证机床使用中的安全性,进而提高该类机床的应用效率。     

基于梯度下降法和改进人工势场法的无人车避障方法

无人车在规划路径进行实时避障时所使用的传统人工势场法存在着局部极小值的缺点,导致无人车无法顺利到达目标点。通过对人工势场法规划路径失败原因分析,用梯度下降法对人工势场法进行优化,找到产生局极小值点的障碍物,并在局部极小值点通过增加模拟风的阻力的外部扰动方法使其跳出局部极小值点,在一定误差范围内使得无人车顺利到达目标位置,用MATLAB软件对该方法进行虚拟仿真,验证了该方法的正确性。     

基于VERICUT虚拟五轴联动机床仿真加工螺旋锥齿轮圆角研究

螺旋锥齿轮是机械传动的重要零件,传统的螺旋锥齿轮圆角表面的加工主要是依靠人工打磨方式进行,导致零件加工效率低、工作强度大、零件表面质量无法保证等问题。针对上述问题,提出了应用虚拟五轴联动机床,借助UG软件的CAM功能对螺旋锥齿轮数控加工的自动编程。通过UG精度检测、仿真加工无干涉、无碰撞后生成CLS刀位文件,经过专用后置处理得到NC程序,最后在VERICUT五轴加工中心进行模拟仿真加工螺旋锥齿轮圆角。该方法保证加工过程中无干涉、无碰撞等问题,走刀轨迹符合设计的螺旋锥齿轮表面曲面形状,圆角整个加工过程曲面光滑,验证了五轴加工中心加工螺旋锥齿轮圆角表面方法的可行性和正确性。为实际加工提高零件表面精度、降低人工劳动强度和提高工作效率提供了理论借鉴。