基于路径跟踪的拖车式移动机器人动态窗口法

针对目前局部路径规划算法只适用于单车体机器人的问题,提出了一种针对拖车式移动机器人的动态窗口法。首先,利用多车体结构的路径跟踪方程实现对拖车式移动机器人的运动控制;然后,利用评价函数同时对牵引车和拖车进行评价并根据权重相加;最后,针对拖车结构特性,添加了运动过程中牵引车与拖车的夹角约束,保证运动轨迹的稳定性。仿真实验表明:拖车式移动机器人的运动控制可满足收敛性,同时所提算法实现了拖车式移动机器人局部路径规划的任务,且在运动过程中夹角变化均未超出限制。该研究对拖车式移动机器人的自主导航有极大的参考价值。     

不确定机器人的鲁棒计算力矩控制

本文研究了存在扰动和参数不确定因素时机器人的轨迹跟踪控制问题.给出了一种鲁棒计算力矩控制方案,它由改进力矩发生器和鲁棒补偿器组成,该方案具有下述特点:①不依赖精确机器人模型;②容忍一定程度的计算误差。这给模型简化、减轻控制计算机运算负担、缩短运算时间提供了一条途径;③保证被控机器人具有渐近跟踪理想轨迹的能力.这些结论通过仿真实验已初步得到证实.     

轮式移动机器人轨迹规划起点选择的新方法

本文针对传统轮式滑动导向移动机器人的路径轨迹规划问题，提出了一种更简捷的算法，该算法有利于减少轨迹产生的时间，便于双轮协调控制及精确到位。     

未知环境下移动机器人安全路径规划的一种神经网络方法

针对未知环境下移动机器人的安全路径规划,采用了一种局部连接Hopfield神经网络(Hopfield Neural Networks,HNN)规划器;分析了HNN稳定性,并给出了存在可行路径的条件.如果存在可行路径,该方法不存在非期望的局部吸引点,并在连接权设计中兼顾\"过近\"和\"过远\"来形成安全路径.为在单处理器上有效地在线路径规划,采用多顺序的Gauss-Seidel迭代方法来加速HNN势场的传播.结果表明该方法具有较高的实时性和环境适应性.     

A Smooth Path Tracking Algorithm for Wheeled Mobile Robots with Dynamic Constraints

In order to avoid wheel slippage or mechanical damage during the mobile robot navigation, it is necessary tosmoothly change driving velocity or direction of the mobile robot. This means that dynamic constraints of the mobile robotshould be considered in the design of path tracking algorithm. In the study, a path tracking problem is formulated asfollowing a virtual target vehicle which is assumed to move exactly along the path with specified velocity. The drivingvelocity control law is designed basing on bang-bang control considering the acceleration bounds of driving wheels. Thesteering control law is designed by combining the bang-bang control with an intermediate path called the landing curve whichguides the robot to smoothly land on the virtual target's tangential line. The curvature and convergence analyses providesufficient stability conditions for the proposed path tracking controller. A series of path tracking simulations and experimentsconducted for a two-wheel driven mobile robot show the validity of the proposed algorithm.     

基于神经网络的移动机器人路径规划

针对移动机器人未知环境下的安全路径规划,本文采用了一种局部连接Hopfield神经网络（ANN）规划器。对任意形状环境,ANN中兼顾处理了“过近”和“过远”来形成安全 路径,而无需学习过程。为在单处理器上进行有效的在线路径规划,提出用基于距离变换的串行模拟,加速数值势场的传播。仿真表明,该方法具有较高的实时性和环境适应性。     

用于机器人轨迹跟踪的结构控制

实际机器人控制过程中,不确定参数及外部干扰几乎总是存在的,研究考虑了这些因素的机器人控制问题,在理论及应用中都有重要意义。本文考虑了存在外扰及不确定参数时,机器人的轨迹跟踪问题,利用变结构控制理论,结合机器人自身的结构特点,研制了两组控制规律,它一方面对外扰不敏感,另方面不要求精确的机器人参数,也勿需对参数辨识,因而运算简单,易于实现,理论分析及仿真试验都证明了所给控制能保证渐近轨迹跟踪。     

连续型机器人研究综述

连续型机器人是一种新型的仿生机器人,采用“无脊椎”的柔性结构,不具有任何离散关节和刚性连杆．其弯曲性能优良,对障碍物众多的非结构环境和工作空间狭小的受限工作环境适应能力强,不仅可以像传统机器人那样在其末端安装执行器以实现抓取和夹持等动作,还可以利用其整个机器人本体实现对物体的抓取．本文对连续型机器人的仿生原理与结构特点进行了分析,介绍了连续型机器人的研究现状,并对其潜在应用领域和未来研究工作进行了探讨和展望．     

智能车辆的滑模轨迹跟踪控制

智能车辆是集各种机械装置、传感器、计算机于一体的复杂非线性系统,其轨迹跟踪控制器是研究的关键技术之一。针对高速自主导航智能车辆轨迹跟踪控制器鲁棒性、精确性和实时性的高要求,在智能车辆结构组成与运动模型基础上,设计了一种滑模变结构控制器。通过控制智能车辆的线速度和角速度实现智能车辆对任意路径的跟踪,并用Matlab进行了仿真实验。结果验证了该方法的有效性和可靠性。     

应用差分GPS实现小麦精播机器人定位

应用差分GPS（Global Positioning System,全球定位系统）进行小麦精播机器人的定位,结合NI公司研发的Lab—view图形化编程软件开发了小麦精播机器人定位系统。首先分析了相对定位和绝对定位各种方法的优缺点;然后介绍了小麦精播机器人定位系统具体的工作流程,详细叙述了GPS数据的接收和提取、经纬度...     

四轮全方位移动机器人的建模和最优控制

本文研究实时动态环境中四轮全方位移动机器人的运动控制和轨迹规划.通过对机器人运动学和动力学特性的分析,给出了四轮全方位移动机器人的控制模型,并根据方程特性对其进行了合理的简化,使得计算量有效减少.同时采用Bang-Bang控制规划出时间最优的机器人运动轨迹.通过轨迹规划和控制模型的结合达到了实时控制的效果.实验证明了模型的正确性和算法的有效性.     

Remarks on the application of dynamic programming to the optimal path timing of robot manipulators

In this paper, we investigate the use of the dynamic programming approach in the solution of the optimal path timing problem in robotics. This problem is computationally feasible because the path constraint reduces the dimension of the state in the problem to two. The Hamilton–Jacobi–Bellman equation of dynamic programming, a nonlinear first order partial differential equation, is presented and is solved approximately using finite difference methods. Numerical solution of this results in the optimal policy which can then be used to define the optimal path timing by numerical integration. Issues relating to the convergence of the numerical schemes are discussed, and the results are applied to an experimental SCARA manipulator. © 1998 John Wiley & Sons, Ltd.     

基于FNN的轮式机器人路径跟踪研究

针对目前轮式机器人在路径跟踪时容易出现的偏离期望路径甚至打滑、侧翻失去控制等问题,对轮式机器人结构及其路径跟踪特点进行了分析,构建了轮式机器人运动学模型,设计了一种基于模糊神经网络(FNN)的行进路线和行驶速度分级控制的路径跟踪方法.第一级中模糊神经网络利用机器人位姿信息确定行进路线即转弯半径,第二级根据前方路径情况和转弯半径调节机器人行驶的角速度和线速度.仿真实验表明,所设计的模糊神经网络能够对所期望的路径进行快速准确地拟合,且鲁棒性强;轮式机器人路径跟踪过程稳定,不会出现失控现象.     

一个实用的机器人两级规划与控制系统

本文首先论述了一个实用的工业机器人两级计算机控制系统,然后,提出了一种新的轨迹规划方法.这种方法以终端运行长为函数描述关节运动律,在运行折线时,转角处运动减速的值随夹角大小而异.最后本文给出了轨迹规划的仿真及在LUOTUO-Ⅱ工业机器人上实现实时控制的结果.     

全动力学约束的机器人高效时间最优轨迹规划

针对传统的Delta机器人运动控制方法存在工作效率低、稳定性差的问题, 在基于可达性分析的时间最优轨迹规划(TOPP-RA) 的基础上, 提出了一种加速度约束动态可行域速度规划方法, 用以解决机器人关节力矩约束下的时间最优控制。将TOPP-RA的全局网格点速度规划调整为局部网格点动态速度规划; 通过消除Delta机器人动力学模型的偏置力矩, 将力矩约束转化为加速度约束以实现自调整加速度, 最终完成动态可行域速度规划。实验表明, 动态可行域速度规划能够达到全局最优的效果且单次求解仅需0.015 s, 并且通过加速度自调整实现了机器人关节力矩约束下安全稳定高效的时间最优控制。

     

基于模糊控制的自主机器人路径规划策略研究

结合人类的经验及模糊控制理论研究移动机器人的局部路径规划问题,采用步长的转向角控制的方法模拟驾车减速的自然过程,同时采用了虚拟目标点的方法处理局部路径规划中经常出现的陷阱问题．仿真结果验证了所提方法的有效性和可行性．     

非完整移动机器人道路跟踪控制器设计及应用

讨论一类非完整约束条件下的移动机器人道路跟踪控制问题,综合后推方法与模糊滑模控制方法设计非完整移动机器人的状态反馈控制系统,并根据Lyapunov稳定性定理后推设计时变光滑反馈控制律,当存在较大侧向误差时,模糊滑模控制器确保移动机器人沿稳定的工作区域减小误差;当误差比较小时,时变光滑状态反馈控制实现对移动机器人的平稳镇定,采用移动机器人Amigobot作为实验平台,验证了控制器设计的有效性。     

轮式足球机器人平滑运动轨迹控制算法的研究--Robocup系列研究之四

介绍一种轮式足球机器人的平滑运动轨迹控制算法。为了更简洁有效地驱动足球机器人平滑快速地跟踪目标位置与姿态，在控制其移动的过程中应平滑连续地改变其速度和方向。提供了一种基于双积分系统时间最优Bang-Bang控制的轨迹生成及控制算法，在模拟引导轨迹的引导下进行连续的速度控制引导机器人平滑高速跟踪运动轨迹并按要求调整其末端姿态。通过一系列的仿真结果来体现该控制算法的高效性和准确性。     

室外智能移动机器人的发展及其关键技术研究

室外智能移动机器人有着广泛的应用前景,是机器人研究中的热点之一．本文分析了在室外移动机器人发展中有着代表意义的几个典型系统,进而论述了室外移动机器人研究中的若干关键技术的研究现状及发展水平．这些关键技术包括移动机器人的控制体系结构、机器人视觉信息的实时处理技术、车体的定位系统、多传感器信息的集成与融合技术以及路径规划技术与车体控制技术等．