基于CCD传感器的球罐焊接机器人焊缝跟踪 被引量：21

1

作者 王军波 孙振国 +4 位作者 陈强 纪萌 蒋力培 焦向东 薛龙 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第2期31-34,共4页

主要研究以轮式移动机器人为本体的球罐焊接机器人的焊缝跟踪问题。轮式移动机器人本体难以实现实时、准确的运动轨迹控制 ,而球罐焊接工艺要求焊炬必须精确地沿焊缝以恒定的焊接速度焊接。为解决这一矛盾 ,本文首先设计了在一定运动约... 主要研究以轮式移动机器人为本体的球罐焊接机器人的焊缝跟踪问题。轮式移动机器人本体难以实现实时、准确的运动轨迹控制 ,而球罐焊接工艺要求焊炬必须精确地沿焊缝以恒定的焊接速度焊接。为解决这一矛盾 ,本文首先设计了在一定运动约束条件下的轮式机器人本体与焊炬运动机构 ,建立了基于双CCD传感器的焊缝路径检测系统。在对轮式移动机器人在球罐表面移动时的运动学分析基础上 ,建立了机器人本体在一定误差范围内跟踪焊缝的控制模型 ,并设计了相应的控制策略。根据机器人与焊炬之间的运动约束关系 ,提出了焊炬位置实时精确的跟踪控制策略。现场工艺试验表明 ,所研制的球罐焊接机器人焊炬跟踪精度可达± 0 .5mm 。 展开更多

关键词 球罐焊接 CCD传感器 轮式移动机器人 焊缝跟踪

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基于动态T-S模糊控制的视觉目标跟随 被引量：3

2

作者 郑晶翔 曹博 +1 位作者 毕树生 杨东升 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第1期178-183,共6页

针对基于传统线性控制律的移动机器人视觉目标跟随系统的角度误差控制无法满足高效和快速的要求,进而容易丢失目标的问题,提出基于动态T-S模糊控制的视觉跟随方法.利用HOG算法检测目标,并结合摄像机模型获取目标位置向量,在T-S模糊控制... 针对基于传统线性控制律的移动机器人视觉目标跟随系统的角度误差控制无法满足高效和快速的要求,进而容易丢失目标的问题,提出基于动态T-S模糊控制的视觉跟随方法.利用HOG算法检测目标,并结合摄像机模型获取目标位置向量,在T-S模糊控制律的基础上进行动态化处理,进一步提高角度误差收敛的响应速度. MATLAB仿真表明:角度误差的收敛时间小于0.4 s,改进的模糊控制可以有效提高角度误差的响应速度,缩短角度误差收敛的时间,使得跟随系统具有较好的快速性和适应性.在移动机器人平台上进行跟随实验,得到的角度误差收敛时间也小于0.5 s.基于动态T-S模糊控制的移动机器人视觉跟随系统对角度误差能够快速响应并达到收敛,进而有效防止跟随目标的丢失. 展开更多

关键词 视觉检测 HOG特征 T-S模糊 移动机器人 目标跟随

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基于模糊神经网络的移动机器人轨迹实时跟踪 被引量：2

3

作者 郭建明 田献军 刘清 《武汉理工大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第8期128-132,共5页

分析了目前主要采用的无障碍环境下轮式移动机器人的轨迹实时跟踪运动控制方法和效果;基于模糊逻辑推理思想和神经网络学习能力,构造了一种模糊神经网络控制器,实现对轮式移动机器人的轨迹跟踪控制。通过对神经网络结构的有效设计和参... 分析了目前主要采用的无障碍环境下轮式移动机器人的轨迹实时跟踪运动控制方法和效果;基于模糊逻辑推理思想和神经网络学习能力,构造了一种模糊神经网络控制器,实现对轮式移动机器人的轨迹跟踪控制。通过对神经网络结构的有效设计和参数学习算法研究,实现了轨迹的实时跟踪。计算机仿真的效果与目前研究的几种方法比较,显示了该文设计方法的有效性和优越性。基于加拿大DrRobot公司的WiRobotX80机器人实验平台,完成了移动机器人实时轨迹跟踪的模拟试验。 展开更多

关键词 轮式移动机器人 模糊神经网络 轨迹实时跟踪

原文传递

四轮移动机器人轨迹跟踪的最优状态反馈控制 被引量：9

4

作者 陈少斌 蒋静坪 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第12期2186-2190,共5页

对具有量测噪声、模型噪声和输入信号干扰的四轮移动机器人轨迹跟踪的最优状态反馈控制进行研究.建立系统的运动学与动力学方程和轨迹生成方程,导出了相应的离散状态方程式,采用卡尔曼滤波器对伴有高斯白噪声的系统状态方程进行了状态估... 对具有量测噪声、模型噪声和输入信号干扰的四轮移动机器人轨迹跟踪的最优状态反馈控制进行研究.建立系统的运动学与动力学方程和轨迹生成方程,导出了相应的离散状态方程式,采用卡尔曼滤波器对伴有高斯白噪声的系统状态方程进行了状态估计,提出一种基于李亚普诺夫稳定性的最优状态反馈控制策略.给出了补偿输入信号干扰的自适应算法.仿真结果表明,所提出的控制算法,在四轮移动机器人轨迹跟踪中,能有效地抑制系统的模型、量测和输入信号中的随机噪声和扰动,提高系统的跟踪精度和动态响应速度,使系统具有优良的静、动态特性. 展开更多

关键词 四轮移动机器人 卡尔曼滤波器 轨迹跟踪 最优状态反馈 自适应控制

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多模式两轮移动机器人的设计与运动分析 被引量：9

5

作者 何妍颖 李晔卓 +2 位作者 武建昫 刘兴杰 姚燕安 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第23期83-92,共10页

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... 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。 展开更多

关键词 多模式 两轮移动机器人 变形机构 多地形适应能力

原文传递

基于差分轮移动机器人的SLAM算法对比研究

6

作者 李正杰 孙明革 《科学技术创新》 2024年第17期90-93,共4页

在自动驾驶和机器人产业蓬勃发展的背景下,对汽车和机器人环境进行高精度建图的重要性日益凸显。差分轮移动机器人以其较高的灵活性和较低的成本被广泛采用。差分轮移动机器人的核心技术——SLAM(即时定位与地图构建)算法,已经成为一个... 在自动驾驶和机器人产业蓬勃发展的背景下,对汽车和机器人环境进行高精度建图的重要性日益凸显。差分轮移动机器人以其较高的灵活性和较低的成本被广泛采用。差分轮移动机器人的核心技术——SLAM(即时定位与地图构建)算法,已经成为一个热门的研究课题。对差分轮移动机器人进行了基于Gmapping SLAM与Cartographer SLAM的建图质量研究。通过ROS中的Gazebo平台构建仿真室内场景,评估了两种算法在不同场景下表现差异。 展开更多

关键词 差分轮移动机器人 SLAM Cartographer Gmapping ROS

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四舵轮移动机器人分段预测路径跟踪系统研究

7

作者 钟浩翔 钟磊 焦向东 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2023年第12期1967-1971,共5页

针对四舵轮移动机器人路径跟踪特点,使用工控机、运动控制卡,基于Visual C++平台开发了一种移动机器人路径跟踪系统。针对四舵轮移动机器人构型,采用速度-几何法建立了机器人运动学控制模型。提出了一种基于最优控制的分段预测路径跟踪... 针对四舵轮移动机器人路径跟踪特点,使用工控机、运动控制卡,基于Visual C++平台开发了一种移动机器人路径跟踪系统。针对四舵轮移动机器人构型,采用速度-几何法建立了机器人运动学控制模型。提出了一种基于最优控制的分段预测路径跟踪算法,避免了对所需参数进行试凑的同时,降低了车体远离目标路径情况下的距离偏差最大超调与纠偏总步数。路径跟踪实验表明,应用所提出的分段预测路径跟踪算法的移动机器人可以较好地跟踪目标路径,相比未使用分段预测路径跟踪算法的多步预测控制,其位置偏差最大超调降低了29.81%,达到35.563 mm,纠偏用时降低了38.10%,达到13 s,且定位精度达到11.292 mm、0.51°,可以较好地满足四舵轮移动机器人定位需求。 展开更多

关键词 四舵轮移动机器人 运动学 路径跟踪 分段预测控制

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基于backstepping方法的两轮移动机器人轨迹跟踪控制 被引量：3

8

作者 陈滢 陈炜 +2 位作者 杨贺贺 孙玉超 吴航 《天津理工大学学报》 2021年第3期1-7,共7页

主要利用backstepping方法实现对两轮移动机器人基于动力学模型的控制系统设计与轨迹跟踪。首先,利用牛顿-欧拉公式对两轮移动机器人进行动力学建模;其次对两轮移动机器人的动力学模型进行解耦;最后,利用backstepping方法完成了对移动... 主要利用backstepping方法实现对两轮移动机器人基于动力学模型的控制系统设计与轨迹跟踪。首先,利用牛顿-欧拉公式对两轮移动机器人进行动力学建模;其次对两轮移动机器人的动力学模型进行解耦;最后,利用backstepping方法完成了对移动机器人的轨迹跟踪控制。数值仿真验证了backstepping控制方法的有效性,以及该方法应用于两轮移动机器人轨迹控制的可行性。 展开更多

关键词 两轮移动机器人 动力学 轨迹跟踪 BACKSTEPPING方法

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全向舰载机转运平台路径跟踪控制系统设计 被引量：2

9

作者 漆嘉林 董礼港 +1 位作者 杨庆君 张俊辉 《控制工程》 CSCD 北大核心 2020年第S01期56-62,共7页

针对舰载机在机库、甲板相对复杂和狭窄空间内的灵活高效转运的需求,以三个全向智能移动装备编队协同控制组成的舰载机转运平台为研究对象,研究舰载机在航母机库甲板上转运作业的任意路径自动跟踪问题。首先,建立全向舰载机转运模型,实... 针对舰载机在机库、甲板相对复杂和狭窄空间内的灵活高效转运的需求,以三个全向智能移动装备编队协同控制组成的舰载机转运平台为研究对象,研究舰载机在航母机库甲板上转运作业的任意路径自动跟踪问题。首先,建立全向舰载机转运模型,实现分布式编队协同运动控制;设计基于激光扫描雷达的相对位姿补偿控制器,通过对主、从之间的轮廓数据采用基于Savitzky-Golay多项式拟合法的平滑预处理后采用二值化方法求解相对位姿信息;设计基于神经网络PID控制算法的位姿偏差补偿控制策略。仿真结果表明,所设计的位姿偏差补偿控制策略可实现舰载机整机沿规划路径跟踪。该研究可为后续舰载机自动导航,弹药、补给等无人自主产品转运打下技术基础。 展开更多

关键词 舰载机转运 麦克纳姆轮全向智能移动装备 激光扫描雷达 神经网络PID算法

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基于反步设计法的四轮移动机器人运动控制研究 被引量：2

10

作者 吴洪兵 《金陵科技学院学报》 2021年第3期34-41,共8页

为了对复杂环境下四轮移动机器人的运动进行控制,根据其运行原理,建立了四轮移动机器人的数学模型。考虑到复杂环境下四轮移动机器人的运行特点,基于反步设计法的运动控制规律,对四轮移动机器人的硬件系统和软件系统进行设计,以此来提... 为了对复杂环境下四轮移动机器人的运动进行控制,根据其运行原理,建立了四轮移动机器人的数学模型。考虑到复杂环境下四轮移动机器人的运行特点,基于反步设计法的运动控制规律,对四轮移动机器人的硬件系统和软件系统进行设计,以此来提高复杂环境下对四轮移动机器人的运动控制。 展开更多

关键词 反步设计 四轮移动机器人 控制律 鲁棒控制 轨迹跟踪

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滚动球式医疗服务型机器人动力学建模与仿真 被引量：1

11

作者 刘怡 钟文敏 《机械设计与制造》 北大核心 2020年第5期285-288,共4页

针对当前医疗服务型机器人运动不灵活、稳定性差等问题,设计了一种滚动球式医疗服务型机器人,该机器人在结构设计上增加了瞬时失电保护装置,有效的提高了机器人在启停及制动状态下系统的稳定性。采用Lagrange-Routh方程建立滚动球式机... 针对当前医疗服务型机器人运动不灵活、稳定性差等问题,设计了一种滚动球式医疗服务型机器人,该机器人在结构设计上增加了瞬时失电保护装置,有效的提高了机器人在启停及制动状态下系统的稳定性。采用Lagrange-Routh方程建立滚动球式机器人系统的动力学模型,通过引入Lagrange乘子能够很好的解决滚动球式机器人系统的非线性、非完整性等问题。最后,利用MATLAB/SIMULINK软件对所建立的动力学模型进行了仿真分析,结果表明,所建立的动力学模型是准确的,为后续结构优化和控制系统的设计提供了理论依据。 展开更多

关键词 滚动球式机器人 非完整系统 动力学建模 Lagrange-Routh方程

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基于两轮机器人运动模型的KaIman滤波视觉导航

12

作者 杨昀 谈士力 蔡征宇 《机电一体化》 2010年第6期32-36,72,共6页

在视觉算法对目标物识别的基础上,对两轮移动机器人运动模型进行分析,提出将其作为扩展卡尔曼滤波的系统状态方程,并应用到视觉导航系统中。仿真实验及实际测试表明,方法能较好地对两轮移动机器人的运动实现预测和估计,减轻环境干扰影... 在视觉算法对目标物识别的基础上,对两轮移动机器人运动模型进行分析,提出将其作为扩展卡尔曼滤波的系统状态方程,并应用到视觉导航系统中。仿真实验及实际测试表明,方法能较好地对两轮移动机器人的运动实现预测和估计,减轻环境干扰影响、降低处理计算最并提高系统实时性,满足了机器人在复杂环境下视觉导航的要求。 展开更多

关键词 两轮移动机器人 扩展Kalman滤波 视觉导航

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履带式移动机器人研究现状 被引量：22

13

作者 吉洋 霍光青 《林业机械与木工设备》 2012年第10期7-10,共4页

介绍了国内外各种履带式机器人的研究现状,对履带式机器人进行了详细描述和总结。指出了履带式机器人研究中存在的问题,提出了履带式机器人未来的发展方向。

关键词 移动机器人 履带式移动机器人 轮履复合式移动机器人

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电动并联六轮足机器人的运动驱动与多模态控制方法 被引量：13

14

作者 陈志华 汪首坤 +5 位作者 王军政 徐康 王修文 刘道和 雷涛 司金戈 《机器人》 EI CSCD 北大核心 2020年第5期534-549,共16页

提出一种并联六轮足移动机器人.该机器人设有多模式Stewart型腿结构,其负载能力大,集成了轮式运动和足式运动的优点,可实现足式、轮式、轮足复合式运动.首先,阐述了机器人设计思路,对电动并联六轮足机器人的硬件系统和控制系统进行设计... 提出一种并联六轮足移动机器人.该机器人设有多模式Stewart型腿结构,其负载能力大,集成了轮式运动和足式运动的优点,可实现足式、轮式、轮足复合式运动.首先,阐述了机器人设计思路,对电动并联六轮足机器人的硬件系统和控制系统进行设计.其次,针对足式运动模式,设计了一套完整的足式"三角"步态和稳定行走算法,该算法可降低足端与地面之间的垂直方向冲击,防止足式运动拖腿或打滑;针对轮式运动模式,设计并介绍了6轮协同控制和轮式协同转向原理;针对轮足复合式运动模式,介绍了变高度、变支撑面、变轮距、主动隔振控制原理,重点分析了主动隔振控制和变轮距控制,可实现主动隔振及姿态平稳控制,提高了机器人在崎岖颠簸地形下的轮足复合式运动的稳定性.最后,对电动并联六轮足机器人的足式、轮式、轮足复合式运动模式进行实验,实验结果验证了本文提出的并联六轮足移动机器人设计的可行性和各运动模式下驱动与控制算法的有效性. 展开更多

关键词 轮足移动机器人 足式运动 轮式运动 轮足复合式运动 驱动与控制

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轮履模式可切换的移动机器人建模与控制

15

作者 梁志远 赵佳辉 +1 位作者 李清都 陈媛媛 《重庆邮电大学学报（自然科学版）》 CSCD 北大核心 2023年第6期1098-1106,共9页

针对履带式机器人存在身体重、能效低、磨损大等问题,提出一种模式可切换的轮履复合式移动机器人,用动态平衡的双轮运动来克服传统履带式移动的弊端,从而兼顾轮式和履带的优点。将机器人等效为倒立摆系统,运用拉格朗日方法建立了非线性... 针对履带式机器人存在身体重、能效低、磨损大等问题,提出一种模式可切换的轮履复合式移动机器人,用动态平衡的双轮运动来克服传统履带式移动的弊端,从而兼顾轮式和履带的优点。将机器人等效为倒立摆系统,运用拉格朗日方法建立了非线性动力学模型;针对机器人不同摆臂姿态下的动态平衡和轮履2种模式的平稳切换,基于线性化模型设计了线性二次型调节器(linear quadratic regulator,LQR),并在状态反馈处加入平衡点姿态补偿。仿真结果表明,姿态补偿后的LQR控制器不仅能实现在不同摆臂姿态下对参考输入的快速无超调响应,而且能有效抑制摆臂运动带来的干扰,使得机器人的位置偏差小于0.02 m,俯仰角偏差小于0.0074 rad,保证了轮履模式切换过程的快速与稳定。 展开更多

关键词 轮履移动机器人 倒立摆 拉格朗日方法 线性二次型调节器(LQR) 模式切换

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基于非平整地面的轮腿复合机器人运动学研究

16

作者 冯晓阳 郭海青 《黑龙江大学工程学报》 2015年第4期83-88,共6页

针对一种轮腿复合机器人进行了运动学分析,得到机器人在平整地面上的运动学模型。在此基础上将非平整地面对机器人运动的影响简化为两个力作用在机器人上,建立机器人在非平整地面上的运动学方程。利用Matlab软件仿真分析了几种典型路况... 针对一种轮腿复合机器人进行了运动学分析,得到机器人在平整地面上的运动学模型。在此基础上将非平整地面对机器人运动的影响简化为两个力作用在机器人上,建立机器人在非平整地面上的运动学方程。利用Matlab软件仿真分析了几种典型路况下机器人的运动情况。仿真结果表明,当机器人在地面波动类似方波和三角波的地面上行走时,机器人参考点的位姿与静止目标位姿之间的偏差最大。从而为机器人的控制系统的设计提供了一个详细准确的运动学方程。 展开更多

关键词 轮腿移动机器人 运动学分析 非平整地面

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基于视觉的移动机器人避障控制系统设计 被引量：16

17

作者 李娟 秦伟 《机床与液压》 北大核心 2021年第15期24-28,共5页

针对三轮全向移动机器人自主避障行进问题,提出一种以STM32F1处理器为核心的视觉避障控制系统。分析三轮全向移动机器人运动模型,设计避障机器人的硬件控制系统。利用OpenMV OV7725图像模块识别障碍物并获取障碍物位置信息。根据位置信... 针对三轮全向移动机器人自主避障行进问题,提出一种以STM32F1处理器为核心的视觉避障控制系统。分析三轮全向移动机器人运动模型,设计避障机器人的硬件控制系统。利用OpenMV OV7725图像模块识别障碍物并获取障碍物位置信息。根据位置信息,采用模糊控制算法控制机器人移动方向,实现自主避障功能。结果表明:利用该系统,三轮全向移动机器人能自主识别并成功避开行进路线中的障碍物。 展开更多

关键词 三轮全向机器人 视觉避障控制系统 障碍物识别 模糊控制

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溜冰机器人基本特性研究 被引量：6

18

作者 赵荣岗 吕恬生 +1 位作者 徐子力 李金良 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2004年第6期687-689,共3页

提出一种新的腿轮混合移动机器人———溜冰机器人 (ISR) ,在介绍了其基本原理和结构之后 ,根据牛顿力学原理建立了其直线运动时的运动学方程 ,并对机器人系统的运动学参数进行了优化 。

关键词 腿轮混合移动机器人 运动学 溜冰机器人

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四轮驱动全轮差速转向移动焊接机器人运动学分析与仿真 被引量：7

19

作者 毛志伟 吴训 +2 位作者 周少玲 李向春 邓凡灵 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第13期1731-1734,共4页

为增加轮式移动焊接机器人稳定性、负载能力和降低控制复杂度,提出了一种四轮驱动全轮差速转向移动焊接机器人机构,介绍了该机构差速转向原理,证明该机构无转向侧滑。采用非完整约束方法建立了其差速转向误差模型,并在该模型基础上对其... 为增加轮式移动焊接机器人稳定性、负载能力和降低控制复杂度,提出了一种四轮驱动全轮差速转向移动焊接机器人机构,介绍了该机构差速转向原理,证明该机构无转向侧滑。采用非完整约束方法建立了其差速转向误差模型,并在该模型基础上对其进行了直线-圆弧-直线轨迹数值仿真,结果为转角误差0.002 137°,转动中心坐标误差小于0.012mm。仿真结果表明该模型满足焊接中的位置精度要求。 展开更多

关键词 四轮驱动移动机器人 全轮差速转向 运动学模型 数值仿真

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变形六轮腿式机器人越障性能分析与结构优化设计 被引量：6

20

作者 童超 侯宇 +1 位作者 阮龙欢 段宇 《机械设计与制造》 北大核心 2016年第12期9-12,共4页

为了提高移动机器人的越障能力,提出了一种变形六轮腿式移动机器人总体结构,分析了其越障原理及机器人越障时前腿机构的运动特性要求。利用多体动力学仿真软件Adams,建立了前腿机构的参数化模型,分析了前腿特征点在越障过程中的运动轨... 为了提高移动机器人的越障能力,提出了一种变形六轮腿式移动机器人总体结构,分析了其越障原理及机器人越障时前腿机构的运动特性要求。利用多体动力学仿真软件Adams,建立了前腿机构的参数化模型,分析了前腿特征点在越障过程中的运动轨迹变化。提出了前腿机构越障过程的两个约束条件,以前腿机构越障高度最大为优化目标,对影响机器人越障性能的关键参数进行了优化设计。优化结果表明:前腿机构的越障性能得到了大幅提高,并且满足越障时的运动特性要求,为移动机器人的总体设计与研究奠定了基础。 展开更多

关键词 六轮腿式移动机器人 变形 越障原理 前腿机构 结构优化

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