未知环境下移动机器人自主感知斜坡地形方法

环境感知是实现移动机器人自主导航的基础与根本保证.为了正确感知斜坡地形,分析了其描述模型.根据移动机器人从不同位置观测斜坡时深度信息的变化趋势,确定移动机器人观测斜坡的方向.在此基础上,提出了应用径向基(RBF)神经网络强非线性逼近能力估算地形坡度值的新方法.实验结果表明,所提出的算法能满足移动机器人感知斜坡地形的要求,同时算法具有简单、准确、鲁棒性强的优点.     

室内自主式移动机器人定位方法研究

定位是确定机器人在其工作环境中所处位置的过程。本文对室内自主式移动机器人的定位技术进行了研究。论述了自主式移动机器人定位系统与地图构造中所面临的主要问题及其解决方法并指出了该领域今后的发展方向。     

室内自主式移动机器人定位方法研究

定位是确定机器人在其工作环境中所处位置的过程.应用各种传感器感知信息实现可靠的定位是自主式移动机器人最基本、也是最重要的一项功能之一.本文对室内自主式移动机器人的定位技术进行了综述,介绍了当前自主式移动机器人定位方法的研究现状.同时,对国内外具有典型性的研究方法进行了较详细的介绍,并重点提出了几种室内自主式移动机器人通用的定位方法,对其中的地图构造、位姿估计方法进行了详细介绍.最后,论述了自主式移动机器人定位系统与地图构造中所面临的主要问题及其解决方法并指出了该领域今后的研究方向.     

室内移动机器人自主导航系统设计与方法

针对移动机器人室内自主导航中环境检测、动态目标定位跟踪和路径规划,设计了"双目+单目"多信息融合的视觉系统。提出一种自适应环境、融合色彩饱和度信息的单尺度Retinex室内阴影消除算法,以有效提取障碍物信息及可行路面区域。研究了一种特征点辅助的时空上下文目标跟踪算法,运用目标特征点进行目标粗定位;引入特征点变化率信息,自动调节时空上下文模型更新,以有效提高复杂环境下动态目标定位的准确性。改进了传统速度向量场吸引速度、排斥速度和切向速度函数,解决了路径规划中机器人轨迹抖动、目标点附近震荡和目标处于障碍物排斥场不可到达等问题。移动机器人室内环境下自主导航实验实现了障碍物、机器人和目标特征提取及其实时定位,移动机器人以最短的避碰路径完成动态目标的有效跟踪。     

自主移动机器人的轨迹误差补偿方法

自主移动机器人现有轨迹控制器结构复杂且控制不稳定,本文设计出一种结构简洁且快速收敛的线性化轨迹误差补偿方法。首先将自主移动机器人在全局坐标系下X和Y方向的轨迹误差转换到局部坐标系下,然后得到切向误差、法向误差以及角度误差,最终设计线性化轨迹误差补偿方法,计算出两个驱动轮的运动补偿量。基于李雅普诺夫稳定判据,在该控制模型下整个线性化系统是渐进稳定且收敛的。实际试验测试证实基于所提出的轨迹误差补偿方法,自主移动机器人的运动精度能稳定控制在±5 mm之内。     

数控车床刀尖位置动态熵方法不确定度研究

应用熵方法不确定度概念对典型测量与控制系统(数控车床)进行加工精度分析,通过建立刀尖位置伺服控制数学模型,求得刀尖位置B类和A类动态熵方法不确定度,并引出动态熵方法扩展不确定度公式,力图简明地表达基于熵概念的精度理论及其应用。     

节点位置不确定下桁架结构稳健拓扑优化

针对结构节点位置存在小范围不确定性,提出了一种桁架结构稳健拓扑优化方法。由于工程制造或者装配误差,桁架结构节点位置常常存在误差,且此误差尺寸相对于结构单元尺寸很小。该桁架结构稳健拓扑优化问题的设计变量为各单元截面积,优化目标是结构柔度均值和标准差的加权和。优化过程中需要计算结构刚度矩阵的逆,由于结构存在节点位置不确定性,刚度矩阵是变化的,使得计算刚度矩阵的逆变得十分困难。然而,基于纽曼展开和泰勒级数展开,可将该小不确定量问题转化为较为简单的等效不确定载荷结构优化问题。为了利用优化准则法进行求解,利用伴随法进一步推导了目标函数的灵敏度信息。通过数值算例验证了该方法的有效性,并说明桁架结构节点位置不确定对结构优化结果有很大影响。     

一种移动机器人自主避障与导航方法

提出了一种移动机器人的避障与导航方法。该方法充分考虑了人类感知、推理和决策的不确定性以及人类避障与导航的特点,基于云模型构建了一种同时具备随机性和模糊性的高鲁棒性的拟人决策算法,主要包括障碍物避让规则库、目标吸引规则库、方位偏差和距离前件正态云模型、转角后件正态云模型以及通行函数的设计,提高了移动机器人的人工智能水平,从而降低了系统对传感器和执行器性能的苛刻要求。通过理论分析计算和建模仿真试验,验证了所提出新方法的有效性。     

室内自主移动机器人系统设计

提出了一种室内自主移动机器人系统设计方案,以代替人完成家务劳动、物品搬运及资料传递等任务。该系统以先验地图信息为基础,结合传感器所采集的信息建立相应的环境模型,使机器人能够自主完成最短路径规划、障碍检测和运动控制等功能。机器人的行进速度和角度数据通过无线芯片nRF24L01实时传送给上位机进行分析处理,分析后再将控制指令反馈给机器人执行,以调整机器人的运动姿态。仿真测试表明:所设计的系统稳定可靠、实现了预期的设计目标。     

不确定环境下区间数优化方法

区间数优化是利用区间的特性来表达变量的不确定性,通过少量的信息和数据来获得变量的上限和下限,更容易建立不确定性优化模型。通过区间数优化方法,把生产计划问题中的产品需求、生产成本、加班成本、库存成本等不确定性变量以区间数的形式表示,建立生产优化的不确定性模型,然后通过实例来验证所提方法的有效性。     

不确定轮式移动机器人统一自适应神经网络H_∞控制

提出了一种基于自适应神经网络控制和H_∞控制的轮式移动机器人光滑全局跟踪和镇定统一的控制器。首先采用横截函数方法,扩展系统控制输入,建立与原系统等价的、输入输出完全解耦的无奇异全驱动系统,再对新系统设计自适应神经网络H_∞控制器。自适应神经网络控制可有效补偿系统的复杂不确定项。H_∞控制器可同时对系统扰动和神经网络逼近误差进行预定水平抑制,进一步提高控制器的适应性,优化系统的控制性能。仿真结果验证了算法的有效性。     

基于超声波的自重构移动机器人自主对接方法

分别在两个对接模块上使用一个超声波发射头和一个超声波接收头,并利用超声波信号对距离和角度敏感的特性,实现了两个机器人模块的对接。实验表明,两个机器人模块交替进行自转与超声波导引可以最终将两模块对齐在一条线上。此方法普遍适用于平面上其它类型机器人模块间的相互对接。     

空间斜油孔位置的确定方法

内燃机曲轴斜油孔属典型的深孔，其长径比一般在２０∶１左右，生产中由专机来完成。根据曲轴在专机中的放置方式不同，专机分立式和卧式二种。在内燃机曲轴斜油孔工装设计之前，需要先计算出斜油孔实际长度以及斜油孔中心线与曲轴公共轴线之间的夹角，以便确定钻头规格、定位模块高度、钻机头等部件的空间布置等，从而保证专机及工装的合理性。内燃机曲轴斜油孔在产品图样中一般只给出平面图上所要求的参数，斜油孔处于空间倾斜位置，从平面图上无法知道其实际长度以及其与曲轴公共轴线间的夹角，只能根据图样给定的规定参数，通过空间计算…     

不确定需求下的设备动态布局方法

针对现有车间设备动态布局方法存在的不足,在考虑产品需求不确定性对布局性能稳定性影响的基础上,提出了一种结合模糊理论与改进遗传算法的不等面积设备动态布局方法。分析了产品需求不确定性及其随时间变化特性,引入了三角模糊数描述不确定产品需求;通过分析各生产阶段间的设备重组过程,将动态布局转化为数个静态布局,构建了基于柔性区域结构的不确定需求动态布局模型。结合三角模糊数运算及排序方法与自适应局部搜索机制提出了改进遗传算法,以物料搬运及设备重组费用总和为优化目标,解决不确定需求下的不等面积设备动态布局问题。通过算例测试和实例分析,验证了所提方法的有效性和实用性。     

不确定环境下模具群项目计划制定方法

针对模具项目群制造过程的不确定性和资源需求的动态性,建立了基于离散时间Markov的模具制造项目随机演化模型.基于该模型,提出一种分阶段求优的模具项目计划制定方法,将项目群的每一个任务视为一个独立的阶段,以最小化每个阶段的完工时间为目标,利用动态规划方法对每一个阶段的任务求解最优的调度策略.通过仿真算例将该方法与三种启发式算法进行比较分析,结果表明该方法在不确定环境下制定模具项目群项目计划时具有明显的优越性.     

不确定环境下回收发动机拆卸调度方法

针对再制造系统中回收发动机的不确定因素,研究面向再制造拆卸的调度问题。首先为了减少再制造拆解过程中不确定因素的影响,采用模糊综合评价法进行了回收质量等级划分;然后采用双重模糊变量描述了回收发动机质量状况差异及拆解时间的不确定性,建立了基于双重模糊机会约束的再制造拆解车间生产调度问题模型;应用双重模糊模拟技术产生输入和输出数据,利用神经网络逼近模型的不确定函数,将训练后的神经网络嵌入遗传算法求出优化结果。通过仿真实例验证了该混合智能优化算法解决双重不确定拆卸调度问题的有效性和合理性。     

自主机器人抓取机构设计与研究

根据自主机器人的工作环境,分析了各种形式的机械人抓取机构的结构,对机械手进行研究,对各部件进行设计计算。     

优化生产工艺过程的自主移动机器人

锯、钻、锤工业电动工具生产厂Dewalt公司的生产车间里决不能缺少自己生产制造的电动工具.Dewalt公司在意大利Corciano市的生产厂中生产着全球著名的两大系列产品:木工电动工具和电锤.     

自主移动机器人语义信息应用研究进展

语义信息应用研究是自主移动机器人在导航中实现智能任务规划基础研究的核心内容之一,它涉及到语义地图、语义定位、语义知识表示、语义推理等技术,它在移动机器人任务规划中起到人-机-环境交互的桥梁作用,让机器人具备人的视角去理解周围的环境、自主识别、推理和完成指定任务。重点从语义地图、语义定位和语义知识表示三个方面分析和总结语义信息在自主移动机器人导航过程中的应用,同时展望了语义信息在自主移动机器人导航应用中的发展趋势。     

自主移动机器人定位技术研究综述

定位技术是自主移动机器人最基本也是最重要的技术之一。本文介绍了几种自主移动机器人的定位技术,着重分析了基于路标定位和概率定位的技术,及其各自的优点和局限性,并提出了今后研究的方向。