改进型A*算法的可重构机器人路径规划研究

路径规划是保证可重构机器人快速完成任务的关键技术之一。为提高可重构机器人的行驶效率，缩短行驶路径，首先，提出一种基于Bresenham直线算法思想的改进型A*路径规划算法，实现可重构机器人路径点数消减、拐点消除，提高路径平滑度。在此基础上，考虑可重构机器人本身体积以及机器人可重构的特性，建立可重构机器人构型库，讨论了可重构机器人体积与周围障碍物的关系，减少机器人行走过程中与障碍物的碰撞几率。利用MATLAB仿真平台对改进型A*路径规划算法进行仿真实验，验证了算法的有效性，可应用于复杂环境的机器人路径规划；分析了机器人重构后路径规划问题，利用可重构特性可缩短机器人运行路程，体现了可重构机器人的优越性。     

视觉SLAM的空地协同导航方法研究

针对机器人同步定位与导航系统中,空中无人机执行地面任务灵活性差、地面无人车视野易被遮挡等问题,采用基于视觉同步定位与地图构建(SLAM)的空地协同导航方法;针对现有空地协同导航系统中无人机多视角下的视差问题,提出了 3D-2D线特征匹配方法;针对图像轮廓还原程度较差的问题,将无人机关键帧拼接后的边缘图像与SLAM地图进...     

基于中间变量观测器的多智能体故障检测

针对无向拓扑结构下线性多智能体系统,研究执行器故障的检测问题。 通过设计一系列维数扩展的虚拟系统,给出一种基于中间变量观测器的执行器故障诊断方法,克服了现有观测器所需的匹配条件,利用合适的中间变量矩阵,可同时估计系统的状态信息和故障信息。 通过智能体状态之间的残差信息,不仅可以检测智能体发生故障,还可以检测相邻智能体故障信息。 基于Lyapunov 稳定性理论,证明了系统估计误差最终有界。仿真结果验证了所提出设计方法的有效性。     

模块化多足机器人腿部工作空间研究

为了使机器人能够适应复杂的工作环境,提出了一种新型模块化可重构多足机器人,其六条腿在正六边形躯体的六个面上均匀分布。机器人具有臂腿转换功能,机器人执行任务时,能够将腿转换成机械臂。首先,基于Denavit-Hartenberg(D-H)方法,建立机器人腿部的数学模型,并进行运动学分析。然后采用蒙特卡洛法对机器人的腿部工作空间进行求解,为后续机器人的运动控制、执行任务提供参考。     

单相异步电动机双极性SPWM变频调速仿真研究

利用双极性SPWM正弦脉宽调制技术实现单相异步电动机变频调速。在MATLAB/Simlink软件中建立双极性SPWM控制器、主电路中的整流和逆变电路。从仿真结果中可以看出,在未加滤波器之前,单相异步电动机变频调速性能较差和逆变器输出电流畸变程度大。加滤波器后,滤除高次谐波,提高电动机调速性能和逆变器输出电流更接近正弦波。     

基于改进RRT-Connect算法的路径规划研究

传统移动机器人的路径规划算法环境障碍建模复杂且容易陷入局部最小值，而基于采样的快速扩展随机树(RRT)算法通过随机节点快速扩展路径搜索效率低。RRT-Connect算法在RRT算法基础上提升了搜索效率，但存在路径曲折的问题。为此，在RRT-Connect算法基础上通过加入人工势场引导增长方法和目标偏置采样方法，改进算法规划路径的平滑性和速度。为验证改进算法的有效性，与RRT算法、RRT-Connect算法在不同复杂度环境中的执行性能进行比较。仿真实验的结果表明，改进算法在三种不同环境下的路径规划时间和路径规划长度以及标准差稳定性方面均优于其他两种算法。     

地面移动机器人远程监控系统研究

为实现在人在各种各样的环境中进行环境勘探以及取代人在艰难的环境和情况下完成繁重艰巨和危险的任务,本文将地面移动机器人与4G网络与GPRS网络相结合,建立了地面移动机器人与计算机之间的网络通信。其次,对监控系统进行了模块划分和设计。主要分为三大模块:控制命令发送模块、实时定位模块、视频监控及传输模块。通过该平台,实现了无线传输数据的功能,并远程监控了移动机器人的环境状态和实时对地面移动机器人做出控制。因此,操作员和地面移动机器人可以在复杂的环境下排队运行,完成繁重的任务。