多个地面移动机器人建立构型空间

研究多机器人系统运动规划问题,经典的构型空间(C-space)通常用于静态障碍物并且机器人有环境全局知识的假设下.有局部传感能力的多机器人系统(MRS)不具备全局规划性能.针对上述问题,要求MRS建立C-space功能,采用环境和机器人的模型建立多边形集合,每个机器人都是自主地面移动机器人.机器人的传感范围是有限的,并能互相通讯.一种分散式的算法被提出来解决两个机器人探索环境并建立构型空间障碍的任务,两个机器人定期的交换和合并对方产生的部分构型空间障碍,直到整个构型空间障碍建立.算法类似于同时绘图与定位(CML),采用产生和合并C-space的算法进行仿真,结果表明了算法的有效性.     

未知环境下的移动机器人环境建模研究

环境建模技术是移动机器人自主导航研究中的一个关键问题。本文给出一种基于多传感器信息融合的环境建模方法。实验结果表明该方法有效地克服了传感器的累计误差,有效地提高了环境建模的准确性。此方法的可行性和有效性通过Pioneer3-DX移动机器人得到了实验验证。     

大型排爆机器人技术研究

排爆机器人是一种用于代替人处理危险爆炸物无人设备。本文介绍了一种大型排爆机器人的研究工作,包括:机械、电气、控制、计算机、通讯等多种技术。排爆机器人有很强的越障与抓取能力,机器人是防水、防沙、防震、耐高低温,适应沙地、草地、软地等野外环境,技术先进、可靠,是一种避免人员伤亡的高科技产品。     

基于主动视觉和超声的机器人目标跟踪系统

运动目标跟踪技术是未知环境下移动机器人研究领域的一个重要研究方向。该文提出了一种基于主动视觉和超声信息的移动机器人运动目标跟踪设计方法,利用一台SONY EV-D31彩色摄像机、自主研制的摄像机控制模块、图像采集与处理单元等构建了主动视觉系统。移动机器人采用了基于行为的分布式控制体系结构,利用主动视觉锁定运动目标,通过超声系统感知外部环境信息,能在未知的、动态的、非结构化复杂环境中可靠地跟踪运动目标。实验表明机器人具有较高的鲁棒性,运动目标跟踪系统运行可靠。     

移动机器人路径规划方法研究

路径规划是移动机器人技术研究领域的关键技术之一。文章分析了机器人路径规划方法的研究现状。重点阐述了全局路径规划方法与局部路径规划方法,指出了各种方法的优点及不足。展望了路径规划方法的发展方向和研究重点。     

基于模型预测控制的移动机器人轨迹跟踪

通过分析与建立全向移动机器人运动学与动力学模型,研究了移动机器人轨迹跟踪问题。在误差模型的线性化描述的基础上使用模型预测控制方法,在满足控制约束的条件下,将样周期内最小化目标函数的优化问题转换为二次规划问题的求解,有效减低了计算量。结果表明该方法对移动机器人的轨迹跟踪控制是有效可行的。     

用于移动机器人自定位的视觉路标设计

为了实现室内移动机器人的自定位,提出了一种简易美观的新型视觉人工路标以及基于对数极坐标系投影直方图的路标识别方法,并用基于共面四点的位姿估计算法计算机器人位姿.实验结果说明,路标检测具有很高的鲁棒性;路标识别方法抗噪声和形变的能力强;位姿精度足够满足室内移动机器人自定位的需要.     

基于人工势场导向的移动机器人点镇定控制

讨论了非完整约束机器人的点镇定问题,提出了一种新颖且简单的控制器并证明了其镇定性,控制器基于人工势场导向构造,控制参数通过遗传算法优化.和其他控制方法相比,该控制器具有设计简单、收敛速度快、适应能力强的特点.机器人的实际试验证明的该方法的有效性.     

多传感器苹果采摘机器人定位系统研究

本文研究了一种适用于苹果园中自主移动机器人的定位系统.该系统采用以CCD传感器为感应元件的数码相机获取苹果园场景视频信息,以作者开发的图象处理软件实现路标的提取和识别,并利用激光测距传感器测定机器人与路标的精确距离,结合以上信息,应用直接推理的路标全局定位方法,实现苹果园中移动采摘机器人的定位.仿真实验表明,该系统具有较高的定位精度和鲁棒性,定位精度介于95.6～99.0%之间,符合苹果采摘机器人定位要求.     

一类有序化多移动机器人群集运动控制系统

群集运动控制(flocking control)是一种新型的多移动机器人运动协调控制, 目前的研究多集中于无leader模式下群集运动控制器的设计. 为此, 本文阐述了一类多移动机器人有序化群集运动系统控制方案及其性能评价方法. 首先, 在前人的研究基础上, 本文介绍了基于Agent的有序化编队控制机制; 然后, 运用非完整约束下移动机器人的动力学原理, 设计了由Agent到移动机器人的控制转化方法; 并进一步提出了基于“最小稳定时间”的群集运动分析法, 可对有序化群集运动系统进行分析; 最后, 运用仿真实例, 描述了多移动机器人有序化群集运动的控制及分析过程. 实验结果验证了此控制方案的有效性.