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。

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.

可重构星球探测机器人的空间对接研究

提出了以改装后的位置敏感传感器来引导机器人完成自动对接的方法,分析了具体工作原理。对可重构星球探测机器人在运动模式下完成对接的两种姿态进行了比较,分别用一般方法和改进后的规划方法计算出了对接工作空间,比较结果说明,机器人在运动模式下三角边着地有利于完成自动对接。对工作模式机器人在工作空间内的运动进行了静力学分析,分析结果表明,机器人在工作空间内可以自由运动。用VC和OpenGL搭建的平台对空间对接进行了仿真试验,试验结果验证了对接工作空间计算的正确性和完成空间自动对接的可能性。

一种7DOF冗余手臂构形的运动学与动力学特性研究

冗余度机构具有高度的灵活性和避障能力,利用冗余自由度可以改善仿人机器人手臂的运动性能。以实现人体手臂的运动特性和操作灵活性为目标,研制了一种7DOF冗余仿人机器人手臂,根据冗余手臂的机构学特点,研究了手臂的运动学和动力学性能,并在工作空间、肘部关节的自运动能力以及手臂自重引起的关节重力矩等方面与其它两种典型的冗余手臂构形进行了比较分析。

可重构模块化机器人模块及构形设计

对可重构模块化机器人模块的结构进行了研究,并归纳设计出7种功能模块,其中包括3种1自由度的关节模块,2种连杆模块和2种辅助模块·所有模块的功能都是独立的,并且每个模块的连接界面都设计成了圆筒形以便重组和提高其刚度·每一种模块都可设计成不同尺寸系列,这些不同类型和尺寸系列的模块便可构成一个模块库·作者对3个自由度串联机器人的构形进行了系统的研究,并应用制作的实验模块对研究结果的可行性进行了验证·

基于GPS的蛇形机器人导航方法

将GPS技术应用于蛇形机器人自主运动控制.根据蛇形机器人的基本运动方式, 针对其现有的前进、后退、近似角度转弯等运动特点,提出了一种适用于该种蛇形机器人的自主移动算法,即用蛇头运动的方向近似看作蛇体运动方向.通过仿真验证了该算法的有效性,能够使蛇形机器人自主地到达目标点。

约束机构在柔索并联机器人设计中的应用

柔索并联机构是一类新型的机构 ,具有一些优于其他机构的特点 ,但因柔索特性的限制 ,可实现的运动形式较少。本文通过增加约束机构对运动平台运动进行限制 ,扩大了柔索并联机构的应用范围。文章提出约束机构的概念 ,讨论了约束机构的种类 ,并进行奇异位形的分析。

一类轮式机器人的重心控制

介绍了一类建筑领域等非结构环境下使用的由6个转动关节和4个直动关节组成的轮式机器人,其特殊的结构加上重心控制,能使机器人在不平整地面上行走而不倾倒。绘制了机器人重心控制原理,推导出使机器人不倾倒的重心控制运动方程,给出了实验用的部分软硬件原理框图,并通过实验验证了方案的可行性。

基于人工协调场的多移动机器人实时协调避碰规划

为克服传统人工势场在动态未知环境下机器人避碰规划中存在的缺陷,提出人工协调场法(ACF).将场函数与机器人的风险状态相结合,给出并讨论了人工协调场的基本设计.基于人工协调场,考虑机器人的运动约束,实现了多机器人之间以及机器人与环境间的实时协调避碰,提出了一个多移动机器人无死锁实时避碰规划算法.理论分析和仿真试验证明所提方法的有效性.

轨迹测量系统中特征点检测技术研究

针对机器人直线轨迹测量系统中的图像处理鲁棒性问题,开展线结构光光条图像的特征点识别技术研究,提出了一种基于种子点拟合和直线生长的直线分割方法,很好地解决了各种条件下各段拟合直线的端点自动获取问题,提高了系统的环境适应性和测量精度.实验表明,该方法具有很好的鲁棒性.

并联柔索驱动操作臂静刚度的理论分析

文章对并联柔索驱动机器人(PWDRs)的静态刚度问题进行了理论分析。首先，基于微分变换原理，提出并证明了关于柔索矩阵微小变化变分形式的命题，在此基础上推导了操作臂完整刚度的解析公式，它包括与结构参数有关的刚度及与柔索张力有关的刚度两部分。然后，对这一理论结果进行了数值仿真。研究结果表明：操作臂刚度不仅依赖于机构几何尺寸、柔索与电机刚度及操作臂位置与姿态等结构参数，还与柔索的张力有关、因此，可以通过改变柔索张力来调节PWDRs操作臂的刚度．实现机构变刚度。

智能机器人系统中局部环境特征的提取

本文基于栅格地图和滚动视窗的控制方法 ,提出了一种提取机器人局部障碍物群环境特征的数据融合新方法 .该方法在多个级别对原始数据进行不同程度的抽象和压缩 ,减少机器人内部模块之间或机器人之间、机器人与控制中心进行通讯的数据量 ,提高系统的动态性能 .同时 ,该方法对复杂环境具有良好的自适应性和实时性 .本文分别列举了仿真实验和物理实验结果 ,表明了机器人采用障碍物群的环境特征提取方法可以成功地完成躲避障碍物和路径规划的任务

一种新的多智能体强化学习算法及其在多机器人协作任务中的应用

在多机器人系统中 ,评价一个机器人行为的好坏常常依赖于其它机器人的行为 ,此时必须采用组合动作以实现多机器人的协作 ,但采用组合动作的强化学习算法由于学习空间异常庞大而收敛得极慢 .本文提出的新方法通过预测各机器人执行动作的概率来降低学习空间的维数 ,并应用于多机器人协作任务之中 .实验结果表明 ,基于预测的加速强化学习算法可以比原始算法更快地获得多机器人的协作策略 .

一类全方位移动机器人的不确定扰动数学模型

本文针对一类正交轮全方位移动机器人的机构特点 ,分析了运行中由于其结构因素引起机器人运动不稳定的主要原因 .针对此类结构运动过程存在的不确定扰动问题 ,分析了它的产生机理及其变化规律 ,并推导出在该种不确定性扰动影响下的移动机器人动力学模型 .该模型可为正交轮全方位移动机器人运动控制提供理论依据 ,具有较强的理论意义和应用价值

微机器人技术在超精密加工中的应用研究

文中阐述了超精密加工技术的发展现状及实现方法。通过介绍微机器人技术在超精密加工中的具体应用,论证了微机器人技术在超精密加工及精密工程中的应用价值。