基于改进人工势场的多机器人编队控制

人工势场法应用到多自主体编队路径规划中,会出现局部最优,无法继续向目标前进,目标不可达的情况;针对这一问题文章提出了"基于队形变换的沿墙导航法"。当机器人遇到障碍陷入局部最优时,通过将机器人队形变形,并使用沿墙法让机器人绕过障碍物,之后通过人工势场法使机器人到达目标位置,从而解决了局部最优的问题。仿真结果表明提出方法的可行性和有效性。     

一种基于改进人工势场法的路径规划技术

针对传统人工势场法在路径规划中出现的局部最小值问题和振荡问题,提出了引入虚拟局部目标,修改斥力场函数的解决方案。为增强算法的实用性,提出了一种考虑障碍物体积的方案。最后文章还使用了另一种方法来优化改进的APF算法规划出的路径。在该方法中,最优路径由尽可能少的直线组成,节省了机器人运动的时间。仿真实验结果表明文章所提算法能够较好的实现移动机器人的路径规划任务。     

一种改进的多机器入路径规划自适应人工势场法

在研究多机器人路径规划传统方法的基础上,提出了一种改进的自适应人工势场法．该方法通过设置虚拟目标点来解决传统人工势场法易陷入局部极小点的问题,同时根据各个机器人所承担的任务和速度,采用自适应优先权策略来实现机器人之间的自适应避障．仿真实验验证了该方法的有效性和可行性．     

超声波避障小车设计

设计了一款基于AT89C51的智能避障小车,超声波传感器检测小车与障碍物之间的距离,单片机对障碍物位置信息进行判断,根据预先设置的规则及障碍物当前位置信息输出PWM波控制电机转弯、调速完成避障。仿真实验证明系统可实现精确测距和避障功能。     

基于深度相机的障碍物识别

为实现机器视觉系统的障碍物信息进行探测和识别,文章提出利用深度相机识别障碍物的方法:以障碍物和平面的距离变化梯度不同为主要判别方式,搭配孔洞填充,中值滤波,漫水填充,数学形态学运算,帧间运算等噪声抑制算法,实现对障碍物的探测。根据周围环境信息提取具有一定形状特征的典型目标物。实验结果表明,此方法能有效分别障碍物和平面。     

基于危险斥力场的车间AGV挂接路径规划算法研究

自动导航车辆（AGV）要实现物料的运输,需要通过车钩等装置挂接料车。在对车间AGV物流车的导航算法研究中,避障路径规划一直都是研究的重点。借鉴人工势场法和万有引力定律,使用危险斥力场对车间自动导航小车挂接工况中的道路和障碍物建立模型,考虑到AGV慢速行驶的特点,选择线性二自由度动力学模型对车辆建模,进一步分析AGV挂接过程中的约束条件,采用危险斥力场积分最小的“最安全”及兼顾快速的性能指标作为优化目标,建立最优控制问题数学模型,使用高斯伪谱法进行求解。求解结果和仿真分析验证算法的有效性,基于危险斥力场的车间AGV挂接路径规划算法能够规划出一条安全无碰撞的路径。     

基于AT89S51单片机的智能避障机器人设计

智能避障机器人是目前研究的热点问题,有着广阔的应用领域。本文介绍了一种采用AT89s51单片机为主控芯片的智能避障机器人设计系统。采用了双路不相干信号采集周围障碍物距离信息,提高了机器人的反应速度,降低了系统的成本。实验结果表明自适应控制算法能使机器人对环境做出迅速反应,提高了避障机器人的性能。     

基于改进反演控制的食品分拣机器人末端执行器智能控制方法

目的:解决并联食品分拣机器人分拣过程中存在的末端执行器定位精度差、效率低等问题。方法:提出一种将模糊系统、模糊神经网络和反演控制算法相结合用于并联食品分拣机器人末端执行器的智能控制。建模信息由模糊系统逼近,未建模信息由模糊神经网络逼近和预测,反演控制完成控制输出,最后进行实验验证。结果:与传统控制方法相比,所提控制方法具有良好的末端执行器跟踪精度和控制效率,末端执行器误差小于0.3mm,分选效率达到1.99个/s。结论:该控制方法可以实现准确、高效和稳定的位置跟踪。     

基于ROS的履带式机器人自主建图与路径规划研究

针对农业履带式移动采摘机器人在自主采摘作业中的自主建图与路径规划性能,该文致力于研究基于ROS开发的履带式移动采摘机器人的自主建图与路径规划系统。通过在履带式移动采摘机器人的底盘上方装配激光雷达及姿态传感器用来获取周边环境的信息和机器人的运动信息,再通过Gmapping算法搭建机器人周边环境的全局栅格地图。对于机器人的路径规划功能,最终通过A*算法实现全局路径规划,通过DWA算法实现局部避障功能。最后选取实验室外部走廊作为履带式移动采摘机器人自主建图和路径规划的实验场地,实验结果表明该履带式移动采摘机器人能够进行自主建图并进行路径规划,躲避周边出现的障碍物,并最终到达指定目标地点,满足自主导航需求。     

仓储物流搬运机器人控制系统设计与应用

为深化蓝牙控制的仓储物流搬运机器人控制系统研究,设计搬运机器人软件、硬件系统,采用超声波模块、红外模块、蓝牙模块、车模及AT89C52单片机,实现机器人的自循迹避障模式与手机控制模式的切换。由测试结果可知,搬运机器人可100%按指定路径,通过循迹的方式将货物送至既定位置;遇障碍物时,超声波避障模块的测距值与实际尺测距值的误差<1%,实现自主避障;机器人出现故障时,通过QX蓝牙控制器APP对机器人行驶路径进行控制,测试距离在12 m以内时,正确率为100%;测试距离在13 m以内时,正确率为90%以上。研究为无人仓储的深入研究提供参考。     

面向视障人群的障碍物位置与距离的视觉测量方法

针对视障人群与障碍物之间的位置与距离难以检测的问题,课题组提出了基于单目视觉的障碍物检测与定位方法。该方法基于单目视觉系统获取外界环境信息,在三帧差法的基础上对相邻帧差图像进行加法运算,降低了噪声的影响,实现了对正前方和两侧横穿的障碍物的检测与定位;结合单目视觉系统标定,建立了单目测距模型,计算视障者与障碍物之间的距离;根据视障者的行走速度规划防撞预警策略。通过实验验证表明该方法能够有效检测出人行道上的行人障碍物,同时距离障碍物小于8 m时测距误差控制在5%以下,并提示预警措施。课题组的研究在一定程度上解决了视障人群出行安全的问题。     

输电线路巡线机器人障碍物识别综述

分别从多传感器导航、单帧图像处理、双目视觉和主动学习等几个方面对现有国内外输电线路巡线机器人障碍物识别方法进行了分类比较,总结出输电线路巡线机器人障碍物识别技术的发展方向:利用传感器信息融合技术以提高对障碍物探测的准确性,研究智能化高的障碍物识别算法,设计能自适应各种环境的输电线路巡线机器人障碍物识别方法.     

基于小波分析的分数阶系统辨识

分数阶系统是整数阶系统的进一步发展,更适合于描述控制系统。提出了一种分步响应系统参数辨识的方法。该方法利用小波函数积分运算矩阵将分数阶微分系统方程转化为代数方程,用包含小波积分运算矩阵的方程表示待辨识系统的输出和输入。通过寻找最小值之间的区别实际的输出部分系统和识别系统的输出,获得最优解,分数微分方程系统的参数识别问题转化为寻找最优解的问题。该方法可以同时识别分数阶系统的系数和阶数。此外,该方法避免了直接对输入和输出数据微分的复杂计算,简化了输入和输出信号。     

基于视觉信息功能智能机器人控制系统设计

针对机器人所面临的问题越来越复杂的现象,提出基于视觉信息功能智能机器人控制系统设计。从硬件系统和软件系统两个层面进行对机器人视觉信息功能的控制系统构建,采用图像处理的边缘检测和末班匹配功能对机器人进行视觉信息传递,使智能机器人能够自动识别障碍物,寻找停靠目标。通过实验论证的方式确定基于视觉信息功能机器人的控制系统的有效性和优越性。     

纺纱车间棉条筒自动运输系统设计

针对纺纱车间人工搬运棉条筒劳动强度大、效率低、不便于生产管理等问题,设计了一种棉条筒自动运输系统。该系统基于机器人操作系统(ROS)搭建的自动引导运输车(AGV),采用激光雷达导航,用Gmapping算法构建环境地图,应用AStar和Teb混合的路径规划算法自主规划行驶路径,采用AMCL辅助定位,可最终实现AGV的自主导航功能。模拟场景试验结果表明：手动控制AGV构建地图误差在1 cm左右;在0.5 m/s的安全速度下,AGV自主导航定位的距离误差小于7 cm,角度误差小于5°;在避障试验中,动态加入障碍物,AGV能够扫描到障碍物并重新规划路径进行避障。所设计的棉条筒自动运输系统可为纺纱车间的智能化改造提供参考。     

基于颜色和形状的机器人运动目标跟踪

针对类人足球机器人存在识别运动目标效果差、容易受光照变化影响等问题,提出了一种基于颜色和形状的运动目标跟踪算法:在HSI空间执行基于颜色信息的快速阈值分割,获取目标信息,加入自适应阈值更新,以增加算法的鲁棒性;利用卡尔曼滤波预测运动目标下一帧的位置,在局部范围根据目标形状信息执行优化边缘检测识别目标,获取目标准确的位置信息,然后继续跟踪.实验证明:该算法能够对运动目标进行准确跟踪,可满足实时性的要求.     

基于改进模糊PID的全向搬运机器人路径跟踪控制研究

为了提高复杂的食品原料仓库中全向搬运机器人的跟踪能力,提出一种改进路径跟踪控制方法。首先依据机器人状态空间模型,以跟踪误差信息和电机电压为输入、输出设计控制器,并且设计论域放缩因子优化模糊控制器,通过试验测定初步确定了参数kp、ki、kd的取值范围。然后通过加入反向学习策略初始化麻雀种群,设计权重因子控制靠近发现者的跟随者比例防止早熟。结果显示：改进麻雀算法比原算法在测试函数下寻优精度和收敛速度有所提升,提出的控制方法跟踪误差快速降零、跟踪过程较为平顺,到达期望路径速度较快。该方法提高了全向搬运机器人的工作状况。     

缝纫机器人对织物张力与位置的模糊阻抗控制

为解决缝纫机器人末端执行器在按压织物滑动前行和按压织物缝纫时需要保证织物不起褶皱且缝纫轨迹针脚均匀的问题,采用模糊阻抗控制方法对机器人末端位置以及机器人末端与织物接触力的同时控制。建立缝纫机器人实际缝纫系统模型,采取将机器人末端按压织物的力与按压位置进行力/位阻抗控制的策略,并根据模糊规则选取了缝纫系统最优阻抗参数。实验结果表明:模糊阻抗控制方法能够实现机器人操作织物的位置和机器人末端按压织物操作力之间的动态平衡,能够在保证机器人各关节平稳运动的基础上实现缝纫时接触力和位置的同时控制要求。     

输入测点误差对结构振声预报影响的实验研究

针对将非激振点处实测加速度信息作为输入载荷能否准确预报结构振动及辐射声场的问题,采用大质量法,根据舱段模型实验数据,对选取不同输入载荷的情况进行了数值模拟。结果显示,选取距离实际激振点不超过振动波长10%的测点实测加速度信息作为输入载荷时,能近似预报结构受激振动及辐射声场,误差随所选取的测点与激振点距离增大而增大;选取距离激振点较远处的测点实测加速度信息作为输入载荷时,不能准确预报结构受激振动及辐射声场。     

基于RecurDyn的4旋翼摆臂式清洗机器人设计

针对爬壁机器人越障过程产生的控制复杂和过程运动不连续的问题,课题组通过引入柔性关节,在机器人本体上设计了摆臂越障机构及旋翼推力系统,并从运动学角度分析机器人攀爬障碍物时的运动机理,以及建立了机器人壁面攀爬的运动学模型,计算出机器人在不发生失效形式下,旋翼电机理论输出转矩,绘制了旋翼电机输出转矩和壁面角度变化的关系图,并...