在未知环境中作业移动机器人的定位算法

针对移动机器人在未知环境中的定位问题,通过对移动机器人在未知环境中的运动分析,结合多传感器信息,提出了一种新的移动机器人在未知环境中的定位算法。该算法可根据移动机器人的运动过程,不断更新其位置状态,对下一步位置状态进行预估计,根据实测传感器信息对预估值进行修正,获得实际位置状态。仿真实验表明本算法的有效性。     

全方位移动机器人的运动预测控制

针对全方位移动机器人在应用中由于延时造成控制不精确的问题,提出在机器人的运动控制中引入广义预测控制法.在基于四轮全方位移动机器人运动模型建立预测模型与运动预测控制方程中,提出了通过合理减少预测模型中的输入变量,以及将多输入多输出线性模型分解为单输入单输出线性模型,来降低其控制难度.仿真和实际应用验证了该算法能够有效地消除全方位移动机器人实时控制中延时的影响.     

基于Backstepping时变反馈和PID控制的移动机器人实时轨迹跟踪控制

根据机器人的运动学模型，采用分层控制的思想将移动机器人的轨迹跟踪控制分为两部分：轨迹跟踪控制器和机器人速度PID控制器。基于Backstepping时变状态反馈方法和Lyapunov理论，引入具有双曲正切特性的虚拟反馈量，提出一种移动机器人全局轨迹跟踪算法：采用PID速度控制器以满足机器人驱动电机实时调速要求。考虑到机器人的动力学约束，引入受限策略以保证其运动平滑。在基于DSP的两轮驱动移动机器人上对算法进行了实时轨迹跟踪试验，取得了满意的控制效果。     

四轮移动机器人平台的设计与实现

提出了一种基于连续切换轮的移动机器人平台的设计与实现。每个连续切换轮由十根自由运动的辊子组成,轮子不仅能轴向滚动,同时每根辊子也能绕自身轴旋转。轮子采用直流无刷电机单独驱动的方式。主控制器采用工控主板,通过PCI插口扩展CAN通信卡,与四个电机驱动器组成一个CANOpen通信网络。通过CANOpen网络,工控主板可以实时地与四个电机驱动器通信,工控主板发送指令给电机驱动器,电机驱动器反馈电机电流、转速和位置等信息给工控主板。试验结果表明,基于控制系统的移动机器人,通过四轮的运动学组合,能实现全向运动,为以后的深入研究打下基础。     

四轮毂电机电动车的电子差速控制方法

为了实现四轮独立驱动电动车电子差速系统,通过对电机驱动理论及传统电子差速方法进行分析,提出了基于4台无刷直流轮毂电机的控制方案,给出了控制器总体设计思路.采用全轮转向方式,利用Ackermann-Jeantand转向模型,计算了电子差速过程中随着转向角度变化的各个车轮的车速,同时分析了转向时转向轮之间的转矩分配问题.给出了电动车行驶时的四轮速度一致性协调方案,研究了车辆匀速运行和加减速运行时的工作状态,并确定了四轮驱动电动车转向时的电子差速控制策略.通过4台700W的8对极电机进行了仿真和空载实验,实验结果表明,电动车控制器设计合理,系统具有良好的动态性能;电子差速系统控制策略正确,能够满足四轮独立驱动电动车的行驶要求.     

四轮独立驱动电动车综合控制仿真研究

本文以小型四轮独立驱动电动车为研究对象,对其性能指标进行设计,对直流无刷电机特性进行匹配计算和模型建立。在此基础上,设计了一种基于转速反馈的电机调速系统。建立四轮差速转向运动学方程,根据车辆差速转向特点,设计了一种四电机综合控制系统,采用Simulink软件建立模型,并进行仿真研究。仿真结果表明,设计的4×4电驱动车辆控制算法能够较好的实现对小车各轮的协调控制,实现转向过程中的平稳行进,验证了综合控制算法的可行性。     

Mecanum轮全向移动平台运动精度的仿真分析

首先对Mecanum轮的运动原理进行说明,然后对4 Mecanum轮的全向移动平台进行运动受力分析,并基于UG对该全向移动平台进行动力学仿真,在改变重心、单轮悬空和水平力作用的情况下,分析位移和运动的准确性变化。然后,对装配有悬挂系统且单轮悬空的情况进行运动分析,说明悬挂系统对4 Mecanum轮全向移动平台的重要性。最后对辊子在直行、横移、旋转运动的情况下的受力进行比较,为辊子材料的选择提供借鉴。     

曲面运动轮式移动机器人实际镇定控制器

针对轮式移动机器人在曲面上运动时的镇定问题,结合横截函数方法和积分器backstepping技术,设计了实现机器人在曲面上实际镇定的光滑控制律.首先构造横截函数,由该横截函数定义出嵌入子流形;充分利用轮式移动机器人运动学模型对标准SE(2)群运算的左不变性,对相应的误差系统设计出光滑指数镇定控制律,实现运动学子系统的实际镇定;用积分器backstepping方法对轮式移动机器人的简化动力学模型推导出实际镇定控制律.整个设计过程系统化,相比于通常的光滑镇定律,所设计的控制律显著提高了闭环系统的收敛速度.仿真结果验证了算法的有效性.     

全向移动机器人中电动机控制系统的研究

针对Robo Cup四轮全向移动机器人的功能要求,设计了一种基于DSP2812的直流电动机控制系统。相对于传统的微控制器,使用高性能的DSP2812作为机器人的CPU简化了外围电路,提高了系统的集成度高和稳定性。同时采用Fuzzy-PID控制算法,弥补了单一控制算法的缺陷,改善了电动机的动态性能。实验结果表明,该系统提高了电动机的快速性和控制精度,改善了机器人的运动性能。     

融合行人运动信息的室内移动机器人动态避障方法

为了提高移动机器人在室内人机共融环境下的运动安全和交互性,提出了一种融合行人运动信息的室内移动机器人动 态避障方法,同时考虑任务约束和社会规则。 首先,利用 YOLO v3 算法和 Deep Sort 算法分别对室内环境中的行人进行实时检 测与目标跟踪,计算行人在过去时刻的历史轨迹。 然后,利用 Social-GAN 算法构建行人交互模型,实现轨迹预测。 在此基础上, 将行人的运动状态融合进机器人避障算法之中,根据社会规则设计评价函数,对机器人采样速度样本进行评估,使移动机器人 能够以安全和舒适的方式绕过行人,确保室内人机共融环境下移动机器人的社会接受性。 通过实验对比分析,与传统 DWA 方 法相比,本文方法不仅可以提高机器人导航避障效率,在相同室内场景下导航避障时间由 23. 56 s 提高到 19. 38 s,而且可以有 效降低与行人发生碰撞的风险,保证机器人导航的安全和社交性。     

基于DSP的轮驱电动汽车控制装置研究

以TMS320F28335为核心构建轮驱电动汽车控制装置,采用基于Ackerma-Jeantand转向模型的速度分配方案,实现轮驱电动汽车直线行驶时的同步控制和转向行驶时的差速控制功能。实验和实车测试结果表明,装置有效地实现了内外电动轮的协调控制,证明了方案的可行性。     

超环面电机蜗杆内定子感应电动势的分析计算

介绍了超环面电机及其驱动原理。建立了超环面电机行星轮磁齿运动的轨迹方程,并讨论了电机参数对行星轮磁齿运动轨迹的影响。推导出行星轮磁齿的运动在蜗杆内定子绕组内产生电动势的计算公式。对该公式进行分析和计算,总结了各个参数对电动势的影响规律。对超环面电机内定子绕组电动势波形进行了测试试验,试验结果与计算结果规律基本吻合,验证了理论分析的正确性。     

四轮驱动全方位移动机器人仿真

四轮驱动的全方位移动机器人，由于其能够在保持机体姿态不变的前提下沿任意方向运动，实现全方位移动的功能，具有较高的灵活性和机动性。建立了机器人的运动学模型，利用Matlab搭建了移动机器人系统的仿真模型，针对电机突加负载及车轮打滑两种情形进行了仿真分析，验证了前馈加外环控制的有效性。     

移动机器人控制路径优化方法

为破解移动机器人道路选址及其路线选择难题,提供一个基于图像二值化模糊算法的道路设计优选方法. 首先对摄像机收集的图像信息进行二值化处理,对二值图像信息用图像计算提取周边边界和障碍,并规划移动机器人 所要运动的中心路径,然后再通过模糊计算实现中心路径的平缓优化,从而输出最佳运行路线.     

多运动方式移动机器人控制系统设计

为了实现适合于多运动方式移动机器人的分布式运动控制系统,在四足机器人控制系统总体设计方案的基础上,采用自下而上的设计思想设计了控制系统各功能模块,即伺服控制模块、协调控制模块和通信接口模块,并在多运动方式四足机器人试验平台上进行了验证。试验结果表明,整个控制系统结构灵活、功能强大、工作稳定可靠,提高了机器人的运动性能。     

基于Zigbee技术的全方位移动机器人本体设计

本文在"远程脑"概念的基础上,提出了"远程小脑"的概念,以此设计了基于Zigbee技术的全方位移动机器人,详细给出了机器人的各个功能模块的硬件实现方案,并进行了深入的分析和论证。     

基于LM628的移动机器人伺服控制器设计

文章概述了一种具有3组正交轮行走机构的移动机器人整体体系结构，重点介绍了以LM628为核心的伺服控制系统的控制策略，并给出了实验结果。     

使用LabVIEW与CompactRIO开发轮脚复合式移动机器人

使用NI LabVIEW软件和CompactRIO硬件,以及多种I/O模块,快速进行机器人原型的机械设计、程序编写、与系统集成,从而开发高能效的轮脚复合式移动机器人,不仪可以在平面上快速稳定的行动,在自然或人造的各种崎岖路面上也能稳定运行.     

基于粒子滤波的运动机器人目标定位

机器人完成各种应用的前提是准确获知自身及运动目标的相对位置,由于机器人在运动控制的过程中自身携带的传感器获取的位置和角度信息存在误差,会导致移动机器人在目标定位过程中出现误差。为提高定位的准确性,提出了基于相对定位的方法,建立目标运动的相对运动模型,并基于观测距离和角度的测量方程运用粒子滤波方法对运动目标进行定位,实验与仿真结果表明,在不同强度的非高斯噪声影响下,粒子滤波算法都能够有效的对其进行定位,且具良好的精度。     

基于图像识别的移动机器人自动完成充电

移动机器人正在慢慢普及到我们的生活当中,而移动机器人在移动过程中消耗电能,当电能耗尽时需要人工为移动机器人进行充电,提出一种基于图像识别的方法,让机器人自动完成充电。移动机器人通过对图像的纹理分析和对兴趣点的快速匹配SIFT算法完成移动机器人识别电源插座,实现自动充电。本文的方法充分考虑到由于移动机器人的灵活多变性对所采集到的图像造成的影响,如图像旋转,图像周围有遮挡物体等,用纹理分析与SIFT算法识别插座,当所采集的图像与机器人本身记忆的图像达到一定匹配度时,移动机器人将完成自动充电。