一种基于反作用力的仿人机器人ZMP建模与测量

“零力矩点”是判定仿人机器人动态稳定运动的重要指标。本文根据零力矩点的概念,利用机器人车体的几何及动力学关系,建立基于反作用力的正交轮式移动仿人机器人的零力矩点模型;提出了基于电流传感器、电机编码器等传感器的零力矩点的实时测量方法,并给出了该方法的结构框图。由于轮式移动仿人机器人与地面呈点式接触,难于安装力传感器,所以这种方法尤其适用于轮式移动仿人机器人。

基于UKF滤波的自主移动机器人锂电池SOC估计

准确估计剩余电量(state of charge,SOC)关系到自主移动机器人(AMR)的生存与安全,是AMR研究中所面临的主要挑战之一。针对广义卡尔曼滤波估计SOC的不足,本文给出基于无色卡尔曼滤波(UKF)估计AMR锂电池SOC的新方法。通过试验对UKF和EKF进行了比较。试验验证了同样条件下,UKF比EKF具有更好的滤波估计精度。

移动机器人多传感器信息融合技术述评

多传感器信息融合技术是目前移动机器人领域的研究热点。详细阐述了多传感器信息融合技术在移动机器人领域中的应用与研究进展,尤其对多传感器信息融合实现方法进行了深入的探讨。指明了移动机器人领域中多传感器信息融合技术未来的发展方向。

可重构模块机器人倾翻稳定性研究

介绍了一种可重构模块机器人,它可以通过构形的变化来提高系统的稳定性和抗倾翻能力.该机器人由3个模块组成,采用履带驱动,具有直线、三角、并排3种对称构形.在对移动机器人的倾翻因素和倾翻对策等问题进行分析的基础上,提出稳定锥方法,用倾翻性能指数对移动机器人的静、动态稳定性进行综合判定.讨论了变形机器人3种对称构形在仰俯、偏转、倾斜等干扰组合作用下的倾翻性能指数和综合稳定性,并进行了仿真实验和非结构环境实验.

复合机构移动机器人红外和超声阵列信息处理方法

传感器是移动机器人认识和了解外部环境的重要途径。在导航过程中,移动机器人要对当前环境进行实时感知和快速理解,并加以识别从而准确避开障碍物。论文提出一种适用于复合机构移动机器人的红外阵列和超声阵列传感器信息采集和处理方法。结合笔者研制的“基于复合机构的非结构环境移动机器人”,给出了系统具体的软、硬件的设计和局部路径规划实现方法。实验验证了该方法的可靠性和有效性。

移动机器人数学模型近似线性化及反馈镇定

研究了非线性控制理论中的近似线性化方法在移动机器人控制上的应用问题。针对机器人控制领域中多输入多输出(MIMO)仿射非线性系统,研究了一种基于平衡流形的近似线性化算法,并用此算法解决了一类完整约束正交轮式全方位移动机器人(WMR)的镇定问题。仿真分析表明,此方法不仅能够实现系统的镇定,而且降低了因平衡工作点变动给系统稳定性带来的影响,同时也大大地简化了对非线性系统的综合设计过程,具有良好的控制效果和实用性。

自主移动机器人足球比赛视觉定位方法综述

综述了RoboCup足球赛中全自主移动机器人基于视觉的定位技术,包括机器人自定位和多机器人协作物体定位.介绍了定位技术的发展情况与分类.从机器人环境构建形式的不同以及先验位姿和概率方法的应用与否等方面,系统地分析和比较了各种自定位方法.对于多机器人协作物体定位,阐述了静态方法和动态跟踪方法.总结了定位过程中需要重点研究的传感器模型构建、图像处理、特征匹配以及协作过程涉及的相关问题.最后就视觉定位存在的问题和技术发展趋势进行了讨论.

移动机器人几何-拓扑混合地图的构建及自定位研究

基于墙角、房门和通路等高级环境特征的辨识与提取,依据几何和拓扑环境模型完成混合地图的构建,并根据混合地图的特点,提出在局部几何环境采用扩展卡尔曼滤波算法实现移动机器人的位姿跟踪,而在拓扑地图的节点位置则根据绑定的高级环境特征进行位姿再校正的混合定位方法.将该方法应用于实际移动机器人平台,所得结果证明了方法的有效性和实用性.

移动机器人数学模型的近似线性化

针对机器人控制领域中一类多输入多输出(MIMO)仿射非线性系统,提出了一种基于平衡流形的近似线性化状态反馈镇定算法,并用此算法解决了一类完整约束轮式移动机器人(WMR)的镇定问题.仿真分析表明,此方法不仅能够实现系统的镇定,而且降低了因平衡工作点变动给系统稳定性带来的影响,同时也大大地简化了对非线性系统的综合设计过程,具有良好的控制效果和实用性.

移动机器人基于激光测距和单目视觉的室内同时定位和地图构建

该文研究了部分结构化室内环境中自主移动机器人同时定位和地图构建问题.基于激光和视觉传感器模型的不同,加权最小二乘拟合方法和非局部最大抑制算法被分别用于提取二维水平环境特征和垂直物体边缘.为完成移动机器人在缺少先验地图支持的室内环境中的自主导航任务,该文提出了同时进行扩展卡尔曼滤波定位和构建具有不确定性描述的二维几何地图的具体方法.通过对应用于SmartROB-2移动机器人平台所获得的实验结果和数据的分析讨论,论证了所提出方法的有效性和实用性.

自主移动机器人三角定位的路标优化

针对给出的机器人三角定位算法，推导出路标设置对定位影响的几何精度标准，证明了参与定位的路标数目为3个和3个以上的情况下，如果路标与机器人的距离都相等，那么当相邻路标与机器人所成夹角都相等时，机器人的定位精度最高；进而给出了最优路标选取算法.实验和实践结果也进一步证明所得结论的有效性。

履带腿式非结构环境移动机器人特性分析

针对非结构环境的特点 ,提出一种适用于非结构环境的新型履带腿移动机器人 .这种移动机器人结构简洁 ,实用 ,具有很好的环境适应能力 .本文主要分析该移动机器人在非结构环境下的斜坡行走、越障、跨沟、阶梯地形行走、自动复位等功能 .

人机系统在移动机器人平台的应用

针对机器智能发展研究存在的瓶颈问题 ,研究了人机结合应用的必要性 ,并在此基础上提出“人机系统”的概念 ,探讨了人机系统应用的一般性方法 ,给出人机系统的体系结构、交互原则、介入准则 ,并以移动机器人为平台结合改进的人工矢量场算法进行了应用

动态未知环境下基于相对坐标系的移动机器人实时运动规划

提出了一种简单、新颖的在动态未知环境下的移动机器人运动规划方法．此方法基于相对坐标系，通过传感器信息实时调整机器人的行为来实现规划．在规划过程中，机器人有两种行为：向目标运动和避碰，且避碰行为具有优先权．机器人两种行为的切换是基于加速度空问的，首先解决的是避碰问题，而向目标运动是作为避碰的反问题来考虑的．仿真研究验证了此规划方法的有效性。

用改进的ART-2网络建立移动机器人环境模型的研究

本文应用自适应共振理论中ART-2神经网络进行移动机器人环境障碍模式识别。ART-2神经网络在处理单方向渐变的模式输入时具有模式漂移的特点，机器人在静态环境中运动依赖这种特点，但在动态环境中模式漂移的特点却会对机器人的安全造成威胁。为此，设计了一种改进的ART-2神经网络，使得移动机器人同时适应在静态和动态环境中安全运动。