移动机器人路径跟踪的智能预瞄控制方法研究

本文首先介绍了移动机器人的基本硬件组成，然后模仿人工预瞄驾驶行为，提出了一 种移动机器人路径跟踪的智能预瞄控制方法，并介绍了智能预瞄控制器的原理、结构及其设 计过程．试验表明：本文提出的控制方法可保证机器人准确地沿各种参考路径行走，且具有 良好的鲁棒性．具有运动避障功能的移动机器人控制系统正在研究过程中．     

基于模糊逻辑控制技术的移动机器人路径跟踪中的偏差纠正

本文在分析移动机器人在路径跟踪中所产生的３种误差之间关系的基础上，提出了基于两个模糊子控制器的移动机器人路径跟踪纠偏的新方法．该方法简化了移动机器人的纠偏控制过程，改善了控制算法的实时性，提高了移动机器人的路径跟踪精度．     

移动机器人条件反射能力的实现

Brooks的包容体系结构中,移动机器人控制器各个行为之间的关系是固定不变 的,可以看作实现了机器人的非条件反射能力,因此控制系统没有适应性．本文提出了条件 反射能力的实现方法,该方法能够和包容体系结构紧密结合,增强移动机器人的适应能力． 实验证明该方法是可行的．     

基于互联网技术的远程机器人控制器设计

采取利用互联网、IEEE802．11x无线局域网及移动电话网的方法，为轮式移动机器人设计具有视觉功能的远程无线控制器，实现远程无线控制轮式移动机器人的控制器软件、硬件的基本结构和设计方法。设计的两种嵌入式控制器分别在局域网和日本的3G无线移动电话网上进行了实验，在具有视觉功能的轮式移动机器人上实现了利用浏览器通过网络对轮式移动机器人进行远程无线操作控制，并在远程操作计算机上通过网络利用浏览器获取机器人实时视觉图像。     

移动机器人路径追踪的模糊控制方法研究

移动机器人的智能控制技术是基于机器视觉的移动机器人自主导航的关键技术之一.本文模仿人工智能驾驶行为,提出了移动机器人运动控制的模糊控制方法,并介绍了该控制器的结构组成和设计过程.提出的模糊控制方法可以保证机器人准确高效的完成路径跟踪任务,并且具有良好的鲁棒性.仿真试验证实了该方法的有效性和可行性.     

移动机器人视觉伺服镇定quasi-min-max预测控制

针对受限移动机器人视觉伺服系统,提出一种移动机器人视觉伺服镇定准最小最大模型预测控制策略. 基于移动机器人视觉伺服镇定误差模型,建立移动机器人视觉伺服线性参数时变预测模型,进而引入准最小最大策略,设计移动机器人视觉伺服镇定模型预测控制器.与传统视觉伺服预测控制器相比,所提控制器只需求解线性矩阵不等式表示的凸优化问题,降低了视觉伺服预测控制器的计算耗时,同时保证了闭环视觉伺服系统的渐近稳定性.仿真结果验证了所提出策略的有效性和在计算效率上的优越性.     

三轮驱动移动机器人轨迹跟踪控制

针对三轮驱动移动机器人在轨迹跟踪控制过程中运动不平滑的问题,建立了移动机器人在一定运动约束条件下的运动学模型。根据移动机器人位姿误差微分方程的描述,设计了基于后退时变状态反馈方法的移动机器人轨迹跟踪控制器。基于李雅普诺夫方法,对轨迹跟踪控制器的稳定性进行了分析,证明了该控制器能够保证闭环系统全局一致渐进稳定。仿真结果验证了运动学模型的正确性,以及轨迹跟踪控制器的有效性。     

基于观测器的轮式移动机器人路径跟踪控制

研究基于状态观测器的轮式移动机器人的路径跟踪控制问题.首先简要回顾了基于状态反馈的移动机器人的路径跟踪控制问题;进而通过适当的状态变换将移动机器人模型转换为合适的形式,并在移动机器人的位置可以测量的情况下设计了一种可保证状态观测误差指数收敛的状态观测器;最后结合状态反馈路径跟踪控制器和所设计的观测器得到了一种基于观测器的路径跟踪控制器,该控制器可以保证移动机器人的运动轨迹指数收敛到期望路径上.仿真结果证实了所提出的基于观测器的路径跟踪控制器的有效性.     

基于支持向量规则的运动控制器自然语言构造方法

本文介绍了一种基于支持向量规则的运动控制器自然语言构造方法，提出利用 支持向量机理论，对通过自然语言构造的模糊控制规则进行支持向量规则抽取，从而获得一 个在指定控制精度下的支持向量规则运动控制器．这种方法可以在给定任务精度下抽取真正 有效的控制规则完成控制任务，使控制规则数及控制器形式得到简化，为未来将基于语言构 造的控制器推向实用奠定了基础．所提控制方法在一个轮式移动机器人系统上进行了语言训 练实验．     

履带式移动机器人轨迹跟踪研究

详细分析了履带式移动机器人的受力特点,提出了一种适宜进行控制器设计的履带移动机器人模型.根据履带式移动机器人动力学模型和运动学模型,设计了机器人的轨迹跟踪控制器.利用Lyapunov稳定判据证明控制器的全局稳定性.在控制器的设计中考虑了履带一地面作用,引入参数对其描述.考虑到机器人动力学约束,引入机器人速度、加速度控制策略以保证机器人运动平滑.仿真实验验证了该方法的有效性和全局收敛.     

Biomechanical Approach to Open-Loop Bipedal Running with a Musculoskeletal Athlete Robot

In this study, a musculoskeletal robot is used as a tool to investigate how animals control their complex body. Sprinting is a challenging task that requires maximizing the potential resources of a musculoskeletal structure. Our approach to robotic sprinting is the Athlete Robot — a musculoskeletal robot with elastic blade feet controlled by feedforward motor command. We use a catapult launcher to provide a stable start to a sprint, and then examine the relation between the initial velocity imparted by the launcher and the change in orientation of the robot. We also investigate the influence of the change in elasticity of the blade foot. The results show that acceleration causes anterior inclination after the first step. The elasticity of the foot dominates the duration of the support phase. The musculoskeletal system of the Athlete Robot is modified to suit catapulted running. Based on the results from real robot experiments, we can provide a consistent propelling force using the catapult launcher. We demonstrate the Athlete Robot running for five steps after a catapult launch, using only feedforward command.     

RosLaunch文件的可视化创建方法设计与实现

机器人软件开发不仅涉及到机器人硬件架构还有相关的机器人软件架构,这要求开发人员具备很好的知识储备。ROS(Robot Operating System)系统中通常使用RosLaunch文件一次启动多个节点(Node)完成指定任务,对于非专业的人员来说,设置启动文件十分困难。可视化开发能够让开发人员以图形的方式编辑和设计程序的功能和格式,不必再对着代码修改。这种方式更加直观,能很好的降低出错误几率。本文设计了一种可视化RosLaunch文件创建工具,能够有助于创建机器人启动文件,并将已有启动文件映射成图形直观展示出来。在验证实验中创建了Kinova jaco机械臂的完整启动文件,放在其工作空间下可以正常启动机器人。本文中的方法可以大大降低机器人开发难度和门槛,不熟练的开发人员也可以使用此软件对机器人进行简单的调试和开发,从而节省了机器人开发人员培养的成本,提高了开发效率。     

Communication interface in a physical simulator for robotic palletization

This paper addresses the issues relating to the communication channels in a physical simulator for flexible automation of a palletization task. The simulator used in our work involves an IBM-7545 robot, a personal computer and an Allen-Bradley Programmable Logic Controller (PLC). The communications relating to the Robot/PC interface and the PLC/PC interface are discussed.

The palletization station design requires that decisions on pallet pattern are made dynamically by a program running on the personal computer. The Robot/PC communication interface is necessary to transmit these decisions to the robot controller for execution. This communication is to be achieved using BASIC language and AML 4.1 as the software platforms.

The PLC has the task of controlling the transport of the boxes coming to the palletization station. The program for deciding the pallet pattern, running on the personal computer, needs real-time information on the counts of boxes of different sizes that are arriving for palletization. The PLC/PC interface serves to provide this information.     

移动机器人远程人机交互软件平台设计与实现

基于移动机器人代替人去危险场合执行探测和救援任务的应用背景,设计了一个人机交互的软件平台。采用UML对设计过程进行建模,基于组件对系统进行模块化设计;各组件并行运行,通过消息队列与消息响应的机制实现组件之间的并发式通信。软件平台基于LabVIEW的Actor框架实现,核心Actor组件基于状态机设计,协调其它组件之间的通信;设计了一个远程Actor代理,实现与基于ROS的远程机器人的本地控制系统通信,将人的指令传输给机器人并将机器人的传感信息传回给人机界面。实验系统部署在两台计算机上,一台运行基于LabVIEW的人机界面,一台运行基于ROS的P3AT控制仿真系统。实验表明,设计的软件平台各部分能够协同工作,人机交互自然顺畅,满足预期要求。     

Distributed BIT diagnostic network Microsystems for miniature mobile robot

A perfect detecting method is a key factor for robotic systems, and the Built-in-Test (BIT) is the most important technological approach to improve the testability and diagnostic capability of robotic systems. The Miniature Wheel-Track-Legged Mobile Robot is studied, a distributed diagnostic network is presented based on Microsystems, BP network is applied and integrated with D-S evidence theory organically to deal with uncertain information. The robot can work in harsh environment, and has multimode moving methods, finally, an illustrative example of robot faults diagnosis proves that the BIT detecting system can obtain more status message through good structure, hiberarchy and module designing. Furthermore the system can get the information exactly and locate the faults properly, then isolate them. The self-diagnostic capability of robot can meet the need of the increasing reliability.     

无线供能胃肠道微型诊查机器人系统研究

本文介绍一种新型无缆机器人内镜系统．通过对无线供能、通讯、图像三个子系统的研究,解决了机器人由于拖线而不能深入人体的问题,实现了无线化．设计的双闭环控制无线能量传输系统传输效率达3~8%,传输功率800 mW,为体内无创、微创诊疗器械的进一步研究奠定了基础．通过机器人头部的微型摄像装置,可以把体内图像信息以30帧/秒的帧率实时传输到体外．研制的机器人样机直径12 mm,长150 mm,猪结肠离体实验的结果表明,该机器人能够适应柔软、粘滑的肠道组织．     

通过WiFi移动IP网络操控家用机器人方案在PDA上的实现

本文提出了一种利用PDA通过WiFi移动IP网络操控家用机器人的新方法。该方法充分发挥了WiFi移动IP网络的稳定、高带宽和移动性等优点,开发了一个全新的运行在PDA上的机器人控制软件,命名为Robot PDA Teleoperation。实现了使用PDA通过WiFi移动IP网络操控家用机器人的新方法,完善了家用机器人的控制方式。该方案可以解决现有家用机器人控制方式单一、操作不方便、便携性差、使用成本高、不易于推广等不足。我们基于加拿大DrRobot公司的X80-H型机器人进行了大量实验。实验结果表本文提出的家用机器人控制方案是可行的。     

基于Ethernet的开放式机器人等离子熔射成形系统研究

提出了基于工业以太网（Ethernet）的机器人等离子熔射成形系统．基于Ethernet建立PC与Motoman UP 20机器人之间的通讯连接,开发了机器人控制软件,实现了PC对机器人的主机控制以及作业文件交互等功能．基于MPI（Multi Point Interface）网络连接PC与等离子熔射设备的控制核心Siemens S7 300型PLC．最终实现了以PC机为核心,集成成形过程监控、机器人熔射路径自适应调整和机器人实时监控等子功能的开放式机器人等离子熔射成形系统,并自主开发了SprayMonitor成形过程监控软件．实验结果表明,该系统能够根据熔射皮膜温度、厚度等在线检测信息进行熔射路径智能自适应调整和加工策略自行调度,实现了等离子熔射成形与机器人运动执行的一体化控制,提高了成形系统的柔性．     

基于Kinect的仿人机器人控制系统

为实现对具有16个自由度仿人机器人的姿态控制,采用Kinect传感器对人体姿态的坐标数据进行采集,根据坐标信息利用Processing软件开发基于SimpleOpenNI库的上位机软件,建立人体关节模型,并利用空间向量法对仿人机器人的步态规划以及重心控制算法分析,解析各关节的转动角度,经由无线WiFi模块向仿人机器人发送指令以控制舵机的运动,最终实现对机器人的控制,搭建了基于Kinect传感器的测试平台.测试结果表明:仿人机器人上肢在运动范围内无死角,通过对重心的控制,下肢可实现简单的步行,符合预期效果.