智能移动机器人的多传感器控制避障研究

针对我们现实生活中未知的、时变的周围环境,提出了一种基于多传感器的自主移动机器人在多障碍物环境中智能避障的设计。利用自身安装的四探头一体防水超声波传感器、红外传感器为有效的环境感知提供障碍物的距离数值,采用核心芯片STM32F407处理多传感器获取到的距离数据,并将控制指令输入到执行单元。对其主控制电路、各个传感器接口的设计实现了移动机器人避障控制系统的硬件设计。通过对获得的多组传感器实验数值的分析以及对机器人样机的多次测试验证了其设计的可行性。     

移动机器人的运动预测控制

本文简要介绍了移动机器人的路径控制问题 ,并根据广义预测控制的概念提出了运动预测控制方法 ,对移动机器人非线性模型使用了中间变量及 EKF位置估计结果来实现预测控制     

基于避障准则的双臂手移动机器人桁架内运动规划

针对桁架内移动的避障要求,研究双臂手移动机器人桁架内运动的规划方法。基于状态空间模型提出直角坐标空间下的六面心、八边心和八顶点搜索算法,避免了C空间内复杂度呈几何级数增长的问题,实现了末端无碰撞路径搜索。建立双臂手移动机器人三节臂的平面内避障准则,解决了机器人在桁架内运动时机器人臂与桁架杆的碰撞问题。根据平面内避障准则和臂形标志,求得了各个关节角的解析解,解决了数值解的不封闭问题。每个时刻末端姿态由通用旋转变换公式线性插值得到,在Matlab中仿真双臂手移动机器人桁架内的运动,验证了双臂手移动机器人在桁架内运动时避障方法的可行性。     

基于嵌入式Linux多传感器融合的移动机器人避障系统

系统采用超声波传感器结合视觉传感器,基于模糊PID控制的多传感器信息融合算法。构建了ARM+Linux嵌入式开发环境来进行图像压缩和处理并实现基于B/S网络的远程监控功能;移植了USB摄像头和无线网卡的驱动,配合Video4Linux接口实现图像采集,并利用jpeglib静态库对图像进行了压缩处理。利用嵌入式Web服务器Boa并配合Mini GUI程序,实现了远程监控和图像动态更新。试验表明,该系统可以实现在Linux下融合多传感器信息、完成避障算法并实现路径规划和远程控制,具有较高的可靠性和实用性。     

海底采矿移动机器人的避障研究

移动机器人是深海采矿系统中最为关键的子系统之一，由于海底固有地形特点的影响，以及海底采矿移动机器人自身结构和运动等因素的制约，因此研究海下移动机器人的避障问题有着重要意义。基于海底复杂地形的特点，在充分考虑了障碍物宽度以及移动机器人自身宽度和传感器偏差等因素的影响下，本文提出了基于预定路径的单障碍避障算法，使移动机器人可以顺利避障，并通过仿真实验验证了该算法的可靠性，为集矿车的控制算法研究提供了一定的参考。     

一种移动机器人自主避障与导航方法

提出了一种移动机器人的避障与导航方法。该方法充分考虑了人类感知、推理和决策的不确定性以及人类避障与导航的特点,基于云模型构建了一种同时具备随机性和模糊性的高鲁棒性的拟人决策算法,主要包括障碍物避让规则库、目标吸引规则库、方位偏差和距离前件正态云模型、转角后件正态云模型以及通行函数的设计,提高了移动机器人的人工智能水平,从而降低了系统对传感器和执行器性能的苛刻要求。通过理论分析计算和建模仿真试验,验证了所提出新方法的有效性。     

一种移动机器人避障与追踪技术研究

本文主要研究了一种改进的移动机器人避障检测跟踪技术。避障控制一直以来都是机器人路径规划中的难点问题,本文通过双层模型的协作完成了在动态环境中的导航。在底层中采用反应式避障算法以保障系统的实时性要求。采用这种方法,能够很好的解决动态环境建模及分析所带来的复杂性,从而使得能够实时的避开障碍。     

矿井移动机器人的超声波避障系统设计

以矿井移动机器人为实验平台,应用超声测距原理,以AT89S52单片机为核心设计硬件电路,利用超声波传感器探测障碍物信息,并对所测得的障碍物信息进行处理,最终实现移动机器人的实时自主避障,并通过实验调试验证.     

移动机器人避障的机器学习算法研究

为提高移动机器人的实时避障能力,采用机器学习算法建立机器人实时判别模型,可根据检测到的障碍物距离实时预测出机器人移动方向.通过对机器学习算法的综合评价指标进行研究,分析模型预测性能的好坏.同时,为防止模型过拟合,减小泛化误差,再对机器学习算法进行交叉验证.实验结果表明,随机森林算法的综合评价指标最高,均达到了 99.9...     

基于小波神经网络模糊滑模控制的轮式移动机器人避障研究

轮式移动机器人避障响应速度慢,在急转弯过程中容易发生侧翻现象,对此,本文设计了小波神经网络模糊滑模控制器,对移动机器人避障效果进行仿真验证。创建了轮式移动机器人平面简图,推导出机器人运动轨迹跟踪方程式。引用滑模控制器,根据小波神经网络理论和模糊规则,设计了小波神经网络模糊滑模控制器,采用李雅普诺夫函数对小波神经网络模糊滑模控制器运动稳定性进行证明。在不同移动速度下,采用Matlab软件对移动机器人避障效果进行仿真,并与滑模控制器避障效果进行对比。结果显示:在低速移动过程中,采用滑模控制器和小波神经网络模糊滑模控制器,轮式移动机器人避障响应速度相差不大;在中速和高速移动过程中,采用滑模控制器,轮式移动机器人反应速度慢,而采用小波神经网络模糊滑模控制器,轮式移动机器人反应速度快。采用小波神经网络模糊滑模控制器,可以提前预测障碍物,迅速做出调整路径规划,从而避免轮式移动机器人急转弯而发生侧翻现象。     

基于单片机的移动机器人自动避障控制系统

本文介绍了移动机器人自动避障行走控制系统的硬件电路设计和软件设计,通过单片机控制超声波测距电路的工作,为移动机器人提供运动距离信息,同时通过单片机实现控制算法,为移动机器人提供控制信息。     

基于模糊逻辑的移动机器人避障研究

为了提高移动机器人在未知障碍物环境下的避障性能,使用超声波感器,结合模糊逻辑对移动机器人避障进行了研究。针对传统模糊逻辑避障规则较多,运算量大以及在较大的转弯处不能成功避障的缺点,给不同距离的障碍物赋予不同的权值,添加有效障碍物范围搜索框,使得移动机器人避障效率得到提升,在通过较大的转弯处能够成功避障。通过Lab VIEW仿真实验证明,该方法能够使移动机器人成功避障。与传统的模糊逻辑避障算法相比,改进后的避障算法避障成功率提升45%~70%。     

用于移动机器人避障的超声测距系统

本文介绍了一种用于移动机器人避障的超声测距系统 ,具体设计了基于单片机控制的 8路超声测距系统的软件和硬件 ,并介绍了该系统的构成和工作原理。本测距系统在室内环境下移动机器人避障系统中使用 ,测距范围 0 .2～ 5m ,精度± 4cm。     

超声波测距仪在移动机器人避障中的应用

移动机器人通过各种传感器系统感知外界环境和自身状态,在复杂的环境中自主移动并完成相应的任务,超声波传感器以其独有的特征而被青睐.本文利用两个超声波传感器对障碍物进行定位,从而使机器人顺利到达结构化环境中的目标.     

具有避障功能的小型地面移动机器人

针对在危险环境下对移动机器人的运动要求,设计了一种简易的具有避障功能的小型地面移动机器人,阐述了其机构设计及其控制实现。     

多运动模式的小型地面移动机器人设计与实现

设计了一种可以在复杂环境下运动，并具有多种运动模式的小型地面移动机器人。该机器人所具有的轮式、履带式和腿式等多种运动模式可以提高其环境适应能力和越障能力。研究开发的样机采用了ARM＋DSP结构的嵌入式控制系统以及遥控／半自主的工作方式，具有高机动性、小型化、轻量化、可复位以及低功耗、高实时性等特点。通过爬越台阶、楼梯等越障实验，验证了其越障能力和环境适应能力。     

多模式两轮移动机器人的设计与运动分析

提出一种具有可变形车身的多模式两轮移动机器人。以平面6R单环闭链连杆机构为车身,通过控制其变形运动,使机器人具有折展模式和三种移动模式。在折展模式下,折叠状态时用于储运和携带,展开状态时启动工作模式。在两轮移动模式下,车身变形形成车尾支撑实现稳定移动,通过调整轮距和车尾长度以增强其地面适应性。在攀爬越障模式下,通过车身变形至类爪状以增强对障碍物的攀附作用,实现台阶越障。在类履滚动模式下,通过杆件在地面交替铺展支撑以增加与地面接触面,实现在不平整或松软路面上的滚动。对所设计构型进行自由度分析和驱动配置。建立运动学模型,分析机器人运动参数并对其进行步态规划。建立动力学仿真模型,验证预设步态合理性。研制一台样机,对其折展模式和三种移动模式进行可行性验证。     

基于运动模式在线分类的移动机器人目标跟踪

区别于以往采用固定运动模式的目标跟踪研究,提出一种基于单目视觉传感器的人体运动模式在线识别算法,及基于此算法的人体目标跟踪方法。首先,利用视觉信息检测运动目标,并提取其视觉特征;然后通过单目视觉深度提取算法,获取目标的运动特征;接着将连续几帧的特征变化矢量送入随机森林(RF)进行学习,实现对人体运动模式的在线分类;最后根据分类结果在线选取不同的目标运动模型,并利用近似最优的粒子滤波器实现对目标运动状态的准确估计。实验结果证明了本文提出算法的有效性。     

多运动状态下的移动机器人故障诊断方法

本文提出了一种处理不同运动状态下移动机器人故障的诊断方法。该方法将移动机器人的运动状态分为5种：静止状态、直线运动状态、3种不同的转动状态。在不同的运动状态下，考虑不同模式的故障（左轮编码器故障、右轮编码器故障和陀螺仪故障等）。利用卡尔曼滤波器组，处理每一种运动状态下不同模式的故障发生的概率。最后，根据故障发生的概率值判断故障模式发生的可能性。与其他故障诊断方法相比，文中的故障诊断方法有效改善了误诊和漏诊现象。仿真结果表明在轮式移动机器人故障诊断上的可行性。     

基于立体视觉的移动机器人动态避障方法

提出了一种新颖、有效地基于立体视觉的移动机器人动态避障方法。首先提取出可疑障碍物区域,然后引入最大包围盒得到障碍物投影到水平路面的二维尺寸,接着利用几何知识获取障碍物相对机器人的运动速度和可能发生碰撞的方位。最后使用基于速度改变最小原则和速度改变最佳原则来完成机器人的动态避障。仿真结果表明该方法能够使移动机器人在具有静态和动态障碍物的复杂环境中安全避障。