多机器人系统中的动态避碰规划

研究冲突区域中多机器人间的协调和避碰问题。采用集中-分布相结合的规划方法，根据系统的拓扑结构为每个机器人规划路径，在冲突区域内使用优先级策略对机器人的运动特征进行分布式规划。通过上下层智能的融合，提高整个系统的智能。     

机器人避碰规划综述

避碰规划是机器人控制技术研究中的一个重要问题,目前的研究主要分为两大类：全局方法和局部方法,全局方法一般指C空间方法,局部方法一般批人工势场法。本文综述了近二十年有关这方面研究的一些较有影响的思想和方法（主要针对关节式机械臂避碰规划）。     

基于改进速度障碍法的多机器人避碰规划算法

针对多移动机器人运动协调中的动态安全避碰问题,在分析速度障碍法原理的基础上,设计用于机器人之间相互避让的互动速度法则,并通过制定机器人的碰撞时间、碰撞距离因子对构型障碍的大小进行实时调整,把运动障碍物、动力学约束下的多步可达窗口、目标点都映射到一种速度变化空间当中,使多机器人的动态避碰问题转化为一种最优化问题,并构造了新的优化评价函数;设计了基于改进速度障碍法的机器人动态避碰规划算法。仿真实验表明,该方法有效地克服了碰撞冲突,实现了多机器人之间的运动协调控制,提高了机器人追踪运动目标的快速性。     

一种多移动机器人避碰规划方法

本文采用集中预规划方法,通过调整机器人的运动速度实现多机器人避碰,所提算 法的基本思想为：将机器人的运动路径分段,然后按避碰要求对机器人通过各段的时间进行 约束,从而将避碰问题转化为高维线性空间的优化问题,并进一步将其转化为线性方程的求 解,使问题具有明确的解析解．由于该方法的复杂度较高,在实现过程中采用了多种方法降 低复杂度,简化计算．本文给出了该算法的基本思路,有关定理及证明,算法的化简方法, 最后给出了实验结果及分析．     

多仓储机器人协同路径规划与作业避碰

针对多仓储移动机器人协同作业问题,提出了一种基于全局规划和局部调整的路径规划方法,以获得较短、无碰、避障的可行路径.在路径规划时根据当前节点到终点的距离和局部路径与起点至终点的欧氏路径的夹角设计新启发式函数,驱使机器人沿最短路行进;根据可选节点的数量提出避障规则,提高避障能力;依据路径长度对信息素进行比较更新,以精炼搜索空间、提高收敛性能,对蚁群算法加以改进寻找各自最优路径.在作业避碰时设计避碰规则有效解决仓储机器人间作业碰撞,找到最优或近优路径组合.实验结果表明了本方法的可行性、有效性.     

基于初等运动的多机器人避碰及死锁预防

该文以一实际应用为背景提出了多移动机器人避碰及死锁预防算法,该算法将机器人的运行环境形式化地描述为初等运动集、冲突图、总任务集及机器人作业集,利用集合论、图论的有关方法及技术实现了多机器人间的避碰与死锁预防。当机器人的运行环境改变时,只需要对相应的集合描述文件进行修改,而不用对程序做任何屐改动。算法的另一个特点是利用避碰算法巧妙地完成了死锁预防。仿真和实际运行证明了该算法高效可靠。     

一种自治水下机器人垂直面避碰规划方法

为提高自治水下机器人在垂直面跨越坡型、台阶型障碍的能力,提出了一种基于模糊控制的垂直面避碰规划方法.该方法以避碰声纳的输出作为输入,垂直面的深度调节量作为输出,直接建立了从障碍感知到避碰行为的映射.半物理仿真实验表明,该方法有效提高了某型自治水下机器人垂直面操纵性能,具有反应迅速、稳定性好、便于工程实现的优点.     

基于双层模糊逻辑的多机器人路径规划与避碰

针对无通信情况下的多机器人系统在未知动态环境下的路径规划问题,设计了基于双层模糊逻辑的多机器人路径规划与动态避碰系统。方向模糊控制器充分考虑了障碍物的距离信息和目标的角度信息,转化为机器人与障碍物的碰撞可能性,从而输出转向角度实现机器人的动态避障;速度模糊控制器将障碍物的距离信息作为输入,将速度因子作为输出,提高了多机器人路径规划与动态避碰系统的效率和鲁棒性。在Pioneer3-DX机器人实体上验证了该系统的可行性。     

未知环境下分布式多机器人避碰协作算法

针对多机器人协作问题,提出一种未知环境下分布式多机器人协作避碰算法。该算法基于分布式投标模型协调多机器人运动,改进过去算法的前提假设,综合考虑机器人的实际尺寸和传感误差,通过自适应设定投标时间,提高算法的效率,针对通信延时引起的信息不一致,采用按优先级顺序进行探测的方法。仿真实验验证了该算法的可行性。     

一种基于效益的多机器人避碰协调策略

多移动机器人系统在完成同时定位和地图构建SLAM任务时,机器人之间常常存在相互碰撞的问题,而这种碰撞的避免又不同于一般的避障,因为避障问题中的障碍物一般是不动的。为了解决机器人之间的避碰问题,提出了一种基于效益的多机器人避碰协调策略。该策略以提高多机器人系统探索效率为主,确定机器人通过交叉路口的顺序。同时考虑了动态协调避碰的情况,给出了确定机器人通过交叉路口顺序的算法。通过机器人在交叉路口实现避碰协调算法的仿真示例,对该方法的避碰协调过程进行了说明,并对仿真结果进行了分析,同时对仿真中机器人和目标位置的空间关系给出了合理的假设。     

基于差分进化的多机器人路径规划

差分进化是一种新兴的、简单有效的智能优化方法.其具有较好的收敛性、鲁棒性和高效性.将差分进化引入到多机器人路径规划来,提出了一种基于差分进化的多机器人路径规划方法,并调整了进化的参数值.采用该方法加快了多机器人路径的规划速度,有效地克服了传统遗传算法速度慢,适应新环境差的缺点,最后给出了的仿真结果证明方法可行、有效.     

一种基于模糊控制的温度控制系统设计

为提高工业上所需温度的控制精度,文中介绍了一种以STC89C52单片机为核心,采用模糊控制算法的温度控制系统,并对模糊控制思想,包括模糊控制的基本结构和参数设计,及系统的软、硬件设计进行了详细阐述。在该系统中,通过采用模糊控制算法对温度实现了很好的控制,并且该系统正处于实际工业电阻炉温度控制的应用和试行阶段,也达到了满意的控制效果。实践表明,模糊控制方法提高了控制的实时性稳定性和精确度,并且实现了操作过程的简化,对于工程实际应用具有较强的借鉴意义。     

基于双移动信标的多机器人编队控制算法

针对多机器人在未知环境下的编队控制问题,提出了一种基于双移动信标的多机器人编队算法.该方法在以两个移动信标机器人为领航机器人的基础之上,设计了基于超宽带测距技术的多机器人定位模型,通过摔制从机器人的位姿状态,实现多机器人编队控制,并且设计了多传感器数据融合算法,有效提高多机器人编队的精度.该方法解决了多机器人在未知环境中的编队控制问题,提高了多机器人编队控制的精度.仿真结果表明了该方法的可行性和有效性.     

基于现场总线的模糊控制系统

基于现场总线控制技术,介绍了模糊控制系统的设计方法。采用双单片机AT89S52与AT90S8515设计了基于PA总线接口的回转窑温度智能模糊测控系统。利用ASIC芯片SPC4、SIM1设计了Profibus-PA总线通信接口和回转窑温度检测接口硬件电路,给出了总线通信接口程序流程图。应用结果表明,系统通信可靠、控制效果好。     

欠约束多机器人并联协调吊运系统运动控制

针对吊运过程中如何协调控制各机器人以实现负载高精度快速运动问题,采用了一种基于动力学模型前馈补偿+PD反馈的欠约束多机并联协调吊运系统轨迹跟踪控制方法。利用位置几何关系进行了逆运动学分析,并采用拉格朗日方程建立了系统的逆动力学模型。考虑到模型不确定性及外界扰动,采用前馈补偿+PD反馈控制方法进行轨迹跟踪控制。为了使被吊运物的轨迹跟踪控制更加快速准确,采用遗传算法对PD参数进行优化。理论分析和数值仿真结果表明,控制方法实现简单,能够快速有效地跟踪被吊运物的运动轨迹,满足被吊运物轨迹跟踪精度的要求。     

多机器人探索系统的人机共享控制

当多机器人探索系统接受人类操作者的遥控时,其一方面要遵从操作者的意图,另一方面要满足网络连通性约束和提高通信效率等自身性能指标,如何协调两方面的关系,是本文研究的关键问题.在实时任务分配器中,针对实时性和人机决策协调问题,采用边界栅格采样率衰减和面向遥操作者兴趣的任务分配算法,使任务分配决策与人的意图相协调;在拓扑控制器中,对以Steiner点最少且非Steiner点的点权之和最大为优化目标的Steiner树优化问题进行求解,进而控制拓扑,使连通性约束得以保证;在地图融合中心选择器中,通过广度优先搜索选择地图融合中心,从而减小传输带宽和传输能量消耗.在典型室内环境中,与全自主系统Possible Moves Sampling进行了对比仿真,与未使用地图融合中心的探测系统进行了对比实验,结果表明,本系统具有更高、更稳定的探索效率和更小的数据传输量,体现了本文人机共享控制方法的有效性.     

一种基于模糊辨识的模糊自适应控制系统

采用模糊基函数表示的模糊逻辑系统作为未知非线性对象的辨识器，以此为模糊自适应控制器提供参数自调整必需的梯度信息。仿真结果表明，此种控制方案对未知的非线性系统的输入有很强的自适应跟踪能力。