自主式微小型移动机器人的自动避障行为研究

针对多微小型移动机器人工作环境的模型未知或不确定,以及该机器人本身 的某些限制,采用基于行为的研究方法,实现了自行设计的自主式微小型移动机器人在未知 、动态环境中的自动避障,设计了该机器人的障碍物回避行为,采用了电机神经元网络选择 机器人的自动避障动作,并用增强式学习的动作评判结果在线修改网络的权值,结合机器人 的漫步行为,采用机器人的安全漫步任务验证了该方法的有效性．     

小型移动机器人自主返航路径规划方法

针对遥控小型移动机器人在自主返航实际应用中定位精度低等问题,提出一种小型移动机器人自主返航路径规划方法.介绍小型移动机器人的任务流程及硬件系统,利用膨胀算子对栅格地图中的障碍物进行运算得到栅格Voronoi图.使用双边界路径矢量化方法从栅格Voronoi图中提取出矢量路径,并对该路径进行拓扑优化.通过Dijkstra算法对拓扑路径进行路径规划并进行算法验证.实验结果表明,该方法所得路径可使环境中的机器人与障碍物之间的距离最大化,并使移动机器人的运动轨迹具有较高的可执行性,提高了小型移动机器人自主返航的成功率.     

自主微小型移动机器人的协作学习

自主微小型移动机器人的协作学习研究是多智能体机器人系统理论的主要研究方向。因为单个微小型移动机器人能力有限，所以机器人之间的协作在某些重要的基础工业和生物医学领域方面显得非常重要。该文介绍了几种用于协作学习的方法并且比较了它们之间的优点和缺点。最后，简要介绍了一些研究工作。     

基于CAN总线的自主移动机器人通信系统研究

该文提出了一种由远程监控机、PC104及DSP组成的基于CAN总线通信的自主移动机器人通信系统的分布式体系结构。在此结构基础上,阐述了移动机器人主体的上层控制计算机PC104与底层控制系统各DSP之间的CAN总线通信协议,并给出了相应的通信软件的具体设计与实现。最后,在笔者研发的自主移动机器人CASIA-I上实现了上述通信控制软件。     

多移动机器人通信系统研究进展

鉴于通信是多机器人在联合工作时进行交互的主要途径,对国内外近年来多移动机器人通信系统的研究工作进行了总结.重点介绍了多移动机器人通信系统目前的研究现状和主要研究内容,包括通信方式、通信语言、通信拓扑、通信协议以及其他结合通信的多移动机器人协作研究.最后指出了多移动机器人通信系统未来的研究方向.     

基于KQML语言的多自主移动机器人仿真系统

用JAVA语言开发了栅格环境下的多自主移动机器人仿真系统,通过KQML语言通信模拟了多个自主的移动机器人,机器人的自主性主要体现在自主感知环境和自主进行路径规划、任务执行和安全导航等工作．该仿真系统具有平台无关性、地图无关性、算法无关性以及机器人配置的无关性,为多自主机器人系统的研究提供了一个可借鉴的平台．     

自主移动机器人激光全局定位系统研究

本文介绍了我们研制开发的一种用于自主移动机器人的激光全局定位系统,重点 描述了该系统的硬件结构和工作原理,介绍分析了定位算法．文章最后介绍了该定位系统在 实验室条件下所进行的实验．实验结果表明：该系统具有较高的定位精度和抗干扰能力,是 自主移动机器人理想的定位工具．     

移动机器人自主返航控制系统设计与实验

针对遥控移动机器人在通信信号中断后,无法对其进行控制的问题,设计了移动机器人自主返航控制系统,实现信号中断后移动机器人按原路径自主返航直至恢复控制信号或返回初始位置;提出了基于控制意图融合里程计和光纤陀螺仪的定位算法,对移动机器人运动学模型的结构参数进行了校正,大幅度提高了移动机器人定位精度;基于嵌入式Linux平台设计了返航控制软件系统,在信号正常的情况下,启动遥控模式,遥控机器人移动并记录路径坐标点,信号中断则开启返航模式,采用线性控制率和PID控制率实现对移动机器人路径跟踪控制;基于实际应用环境开展自主返航实验验证,实验结果表明该控制系统能够在通信信号中断后以较高的精度控制移动机器人实现自主返航;该系统能够解决移动机器人在应用中的实际问题,且代码可移植性高、通用性强。     

基于嵌入式技术的移动机器人遥控系统设计

遥控导航是军用地面移动机器人系统的重要组成。面向野外环境下的单兵携带式微小机器人,设计并实现了一种基于嵌入式技术的遥控系统。该系统采用主从遥控和半自主控制相结合的导航控制方式,通过无线视频传输实现超视距远程遥控,通过基于导航图像的路径关键点规划实现半自主导航。     

基于PIC18F2580的CAN总线超声波测距智能节点设计

介绍了移动机器人超声波测距系统的设计。该系统智能节点以PIC18F2580为控制器,各节点与系统控制核心以CAN为总线通信方式。经实验验证,测距范围为0.35m～3.5m,系统测距精度在0.7%以内,可以满足移动机器人室内导航的要求。     

自主式微小型移动机器人群体行为进化的研究

自主式微小型移动机器人群体面临的一些环境常常是未知的、无结构的,同时由于其 自身体积大小的限制,在目前的工业水平上也很难在其上安装一些较为先进的传感器,以致 机器人仅能获取局部的信息,这些原因使得采用传统基于任务的设计方法将十分困难,而采 用基于行为的设计方法时,也很难保证所设计的机器人行为的有效性,为此本文采用了遗传 算法,随机产生了机器人群体中各初始个体的障碍物回避行为及机器设备故障排除行为,当 群体在特定的工作环境中仿真运行时,根据环境的情况和所需实现的任务,使群体行为性能 达到了较为优化的目的．     

缩微智能车室内定位系统研究

为在缩微交通环境下模拟实现现实交通中GPS对车辆的定位以及辅助驾驶功能,文中利用RFID以及网络通信技术建立了缩微智能车的室内定位系统,并在此基础上运用卡尔曼滤波算法对缩微智能车进行机动目标跟踪,实现了缩微车在缩微交通环境下的实时定位显示。大量实验结果表明,该室内定位系统能够可靠显示智能车的当前位置,定位误差小于0．07m,满足缩微交通环境下缩微车的定位需求。     

多机器人任意队形分布式控制研究

本文针对多智能体协作完成特定任务时难以在全自主控制的前提下协作形成任意队 形和队形向量不易确定的问题，通过由各智能体自主简单的确定自己的队形向量，从理论上 扩展基于队形向量的队形控制原理以生成任意队形，改进机器人的运动方式以提高收敛速度 ，提出一种快速收敛的机器人部队任意队形分布式控制算法．为了解决智能体机器人之间的 冲突问题，提出了一个通信协调模型．仿真实验和实际机器人实验均表明了算法的可行性和 有效性．     

Real-time exploration of a multi-robot rescue system in disaster areas

A system procedure is proposed for a multi-robot rescue system that performs real-time exploration over disaster areas. Real-time exploration means that every robot exploring the area always has a communication path to human operators standing by at a base station and that the communication path is configured by ad hoc wireless networking. Real-time exploration is essential in multi-robot systems for USAR (urban search and rescue) because operators must communicate with every robot to support the victim detection process and ad hoc networking is suitable to configure a communication path among obstacles. The proposed system procedure consists of the autonomous classification of robots into search and relay types and behavior algorithms for each class of robot. Search robots explore the areas and relay robots act as relay terminals between search robots and the base station. The rule of the classification and the behavior algorithm refer to the forwarding table of each robot constructed for ad hoc networking. The table construction is based on DSDV (destination-sequenced distance vector) routing that informs each robot of its topological position in the network and other essentials. Computer simulations are executed with a specific exploration strategy of search robots. The results show that a multi-robot rescue system can perform real-time exploration with the proposed system procedure and reduce exploration time in comparison with the case where the proposed scheme is not adopted.     

CPG model for autonomous decentralized multi-legged robot system—generation and transition of oscillation patterns and dynamics of oscillators

A central pattern generator (CPG) model is proposed for the gait-pattern generation mechanism of an autonomous decentralized multi-legged robot system. The topological structure of the CPG is represented as a graph on which two time evolution systems, the Hamilton system and a gradient system, are introduced. The CPG model can generate oscillation patterns depending only on the network topology and can bifurcate different oscillation patterns according to the network energy, which means that the robot can generate gait patterns by connecting legs and transit gait patterns according to such parameters as the desired speed.     

全自主机器人足球系统的研究综述

综述了全自主机器人足球系统的历史和研究现状 .对机器人足球系统的协作系统体系结构、机器学习、路径规划、实时通信、视觉和多传感器融合等技术进行了较为详细的分析 ,并且对各种研究方法的优势与不足进行了比较 .     

Recursive model free controller: Application to friction compensation and trajectory tracking

In this paper friction compensation and trajectory tracking scheme is proposed for an X-Y robot using a Recursive Model Free Controller (RMFC). This controller is based on the theory of piecewise continuous systems which are a particular class of hybrid systems with autonomous switchings and controlled impulses. RMFC uses only the robot position measurements and does not require knowledge of electromechanical system parameters. The proposed control scheme is validated on a real time X-Y robot system.     

自主飞行机器人导航系统设计

自主飞行机器人系统是以微型直升机模型为载体的复杂系统。在该系统中导航系统采集各传感器数据得到机器人当前飞行姿态、空间位置以及相应的监控信息,控制模块依此监控信息按照给定策略计算并发出控制信号,实现飞行机器人的自主控制。本文对自主飞行机器人导航系统设计及功能实现做出了详细阐述。首先,给出了本自主飞行机器人的系统构造;其次,给出了导航系统的硬件组成部分以及各部分所完成的功能任务;最后阐述了导航系统的功能实现,包括飞行姿态和空间位置的获取。     

Design and experiments on a free-floating planar robot for optimal chase and capture operations in space

This paper describes an autonomous free-floating robot system that was designed to investigate the behavior of free-floating robots that are involved in the capture of satellites in space. The robot is used as a test bed for algorithms that have been developed for efficient and autonomous capture of objects in space. The robot is a completely autonomous system running under a real-time operating system. It is equipped with two three-degree-of-freedom arms, a three-axis thruster system and a fast communications module. The robot works in conjunction with a host computer. The host computer is used to process the capture algorithms and the robot implements the results in real time. The entire system provides a test bed for algorithms developed for optimal capture of objects in space.     

Evolution of homing navigation in a real mobile robot

In this paper we describe the evolution of a discrete-time recurrent neural network to control a real mobile robot. In all our experiments the evolutionary procedure is carried out entirely on the physical robot without human intervention. We show that the autonomous development of a set of behaviors for locating a battery charger and periodically returning to it can be achieved by lifting constraints in the design of the robot/environment interactions that were employed in a preliminary experiment. The emergent homing behavior is based on the autonomous development of an internal neural topographic map (which is not pre-designed) that allows the robot to choose the appropriate trajectory as function of location and remaining energy.