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基于深度相机的移动机器人自主跟随技术 被引量:12
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作者 任恒乐 徐方 +1 位作者 邸霈 田大吉 《计算机工程与设计》 北大核心 2020年第2期562-566,共5页
为解决移动机器人在复杂环境下进行自主跟随的问题,提出一种基于深度相机的自主跟随方法。搭建一个载有深度相机的全向移动平台;通过提取图像中的方向梯度直方图来检测行人,利用社会力模型预测行人的运动状态,结合分段颜色直方图信息提... 为解决移动机器人在复杂环境下进行自主跟随的问题,提出一种基于深度相机的自主跟随方法。搭建一个载有深度相机的全向移动平台;通过提取图像中的方向梯度直方图来检测行人,利用社会力模型预测行人的运动状态,结合分段颜色直方图信息提出一种行人模型来识别行人;利用人工势场法进行路径规划,完成自主跟随任务。实验结果表明,应用该方法移动机器人,在有行人干扰或距离行人较近的复杂环境下能够顺利的完成跟随任务。 展开更多
关键词 自主跟随 行人识别 社会力模型 人工势场法 全向移动平台
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基于STM32微处理器的全方位智能移动平台设计 被引量:6
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作者 魏权利 高吉明 《机床与液压》 北大核心 2016年第23期34-37,共4页
全方位智能移动平台车可以实现平面内的3自由度全方位移动,机动性好、应用广泛。介绍了单平台移动车硬件和软件的设计方案,并论述了平台移动车运动控制中的理论。同时提出了一种可行的柔性连接联动行走方案,并论述了其平动的运动理论模... 全方位智能移动平台车可以实现平面内的3自由度全方位移动,机动性好、应用广泛。介绍了单平台移动车硬件和软件的设计方案,并论述了平台移动车运动控制中的理论。同时提出了一种可行的柔性连接联动行走方案,并论述了其平动的运动理论模型。在此基础上设计开发了基于STM32微处理器和麦克纳姆轮的实际应用产品。结果表明:该产品可以实现二维平面内任意方向的移动功能,运行平稳、转向灵活;两台联动时可实现带夹角姿态平动行走,从车实时根据夹角θ的变化调节自己各轮的运动速度;速度多档位连续可调,可实现装配过程中的高精度定位;手持遥控器实时显示车体运行状态信息,方便可靠易于维护。 展开更多
关键词 STM32微处理器 麦克纳姆轮 全方位移动平台 联动 运动分析 ZIGBEE网络
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基于解耦式主动万向脚轮的全向移动机器人设计 被引量:6
3
作者 曲乃恒 杨桂林 郑天江 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第19期2601-2605,共5页
设计了一种具有运动解耦特性的新型主动万向脚轮,实现了脚轮的转向运动和滚动运动的无耦合独立控制。设计了基于解耦式主动万向脚轮的全向移动机器人,建立了其运动学模型,并通过MATLAB对全向移动机器人进行了运动学仿真。仿真结果表明:... 设计了一种具有运动解耦特性的新型主动万向脚轮,实现了脚轮的转向运动和滚动运动的无耦合独立控制。设计了基于解耦式主动万向脚轮的全向移动机器人,建立了其运动学模型,并通过MATLAB对全向移动机器人进行了运动学仿真。仿真结果表明:基于解耦式主动万向脚轮的全向移动机器人可以实现侧行和原地转向。 展开更多
关键词 主动万向脚轮 运动解耦设计 全向移动机器人 运动分析
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Motion Control of Omnidirectional Mobile Platform based on Fuzzy PID 被引量:3
4
作者 PENG Jiang-tao GAO Peng-fei +2 位作者 YANG Dong AKBOTA Kalizhanova MENG Hua-lin 《International Journal of Plant Engineering and Management》 2017年第3期150-158,共9页
The omnidirectional mobile platform has three degrees of freedom that make it widely applicable to all areas of industry, while the Mecanum wheel has the disadvantages wheel omnidirectional mobile platform is always d... The omnidirectional mobile platform has three degrees of freedom that make it widely applicable to all areas of industry, while the Mecanum wheel has the disadvantages wheel omnidirectional mobile platform is always difficult in of large vibration, the trajectory precision of Mecanum the omnidirectional mobile platform. To control the trajectory of the omnidirectional mobile platform better, this paper proposes a fuzzy self-tuning PID control model, through establishing the motion model of omnidirectional mobile platform in Adams software, then combined with Simulink simulation, analysis of fuzzy PID controller to improve the accuracy of the speed control of omnidirectional mobile platform, improve the control method of a precise trajectory of the omnidirectional mobile platform motion. 展开更多
关键词 omnidirectional mobile platform fuzzy self-tuning PID control model
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向心型履带式全方位移动平台运动分析 被引量:4
5
作者 张豫南 杨怀彬 +2 位作者 黄涛 张舒阳 房远 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第12期2309-2320,共12页
针对轮式全方位移动平台在负重、振动等方面的不足,基于全方位履带结构设计了向心型全方位移动平台,并对平台进行了运动特性分析。列举三履带、四履带平台布局形式,建立了平台运动学和动力学模型。分析平台运动的各向相异性,得到最大速... 针对轮式全方位移动平台在负重、振动等方面的不足,基于全方位履带结构设计了向心型全方位移动平台,并对平台进行了运动特性分析。列举三履带、四履带平台布局形式,建立了平台运动学和动力学模型。分析平台运动的各向相异性,得到最大速度和最大加速度分布规律,确定了两种平台合理的辊轮偏置角分别为α≥π/3rad和α≥π/4rad.选取相同辊轮偏置角进行对比分析后可知,四履带平台相对于三履带平台在速度和加速度方面都有较大的提升,但三履带平台的运动均衡性较好。比较了两种平台在体积、质量、控制等方面的优点和缺点。利用ADAMS软件建立了两种平台的虚拟样机,针对横向、纵向和中心转向3种典型全方位运动及其各向相异性进行了仿真。仿真结果表明,所建平台具备全方位移动性能,同时验证了该平台的运动特性。 展开更多
关键词 兵器科学与技术 全方位移动平台 履带 向心型
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脚轮式全向移动平台的运动控制设计与仿真 被引量:4
6
作者 张天宇 彭忆强 +2 位作者 黄晓蓉 孙树磊 何灼馀 《中国测试》 CAS 北大核心 2021年第7期109-118,124,共11页
针对装配有3个单电机脚轮的全驱动全向移动平台(以下简称平台)运动控制问题,首先,采用正交分解法,根据纯滚动约束条件建立平台运动学模型;对于速度雅可比矩阵不可逆时平台处于奇异位形,失去全向移动能力的问题,通过耦合转角运动学和转... 针对装配有3个单电机脚轮的全驱动全向移动平台(以下简称平台)运动控制问题,首先,采用正交分解法,根据纯滚动约束条件建立平台运动学模型;对于速度雅可比矩阵不可逆时平台处于奇异位形,失去全向移动能力的问题,通过耦合转角运动学和转向角运动学,设计耦合因子识别平台当前位形和奇异位形靠近程度,动态调节平台摆脱奇异位形。其次,采用拉格朗日法建立平台动力学模型,分析动力学Matlab仿真结果,消除转向角对平台的影响,合理简化动力学模型。最后,设计基于逆动力学的双闭环模糊PID控制策略使平台跟踪期望速度。仿真结果表明,耦合运动学模型可驱动平台产生特定运动方式摆脱奇异位形;动态耦合因子可减小转速超调量,降低驱动轮响应时间;在基于逆动力学的双闭环模糊PID控制策略作用下,平台实际速度能够快速稳定的收敛于期望速度。 展开更多
关键词 全向移动平台 奇异位形 动力学模型简化 双闭环模糊PID
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低温LNG装卸撬全向移动平台结构设计与有限元分析
7
作者 茆中国 刘明芹 +1 位作者 宋吕明 朱雅 《机械研究与应用》 2023年第1期69-73,共5页
针对低温LNG装卸撬转运灵活性差的问题,设计一种车载液压驱动单剪叉式全向移动升降平台。利用三维建模软件SolidWorks对全向移动升降平台进行三维实体建模,通过有限元分析软件Ansys Workbench建立有限元分析模型,对其在最高处和初始状... 针对低温LNG装卸撬转运灵活性差的问题,设计一种车载液压驱动单剪叉式全向移动升降平台。利用三维建模软件SolidWorks对全向移动升降平台进行三维实体建模,通过有限元分析软件Ansys Workbench建立有限元分析模型,对其在最高处和初始状态时受力部件升降平台、单剪叉臂以及底盘构成的整个车架进行静力学分析,并校核各部件强度。最后通过结构优化设计提高低温LNG装卸撬的灵活性,解决了低温液化LNG固定式装卸撬不利于运输和移动、机动性差、转运效率差的问题,为低温LNG装卸撬全向移动平台的研究提供理论基础。 展开更多
关键词 低温LNG装卸撬 全向移动平台 有限元分析
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室内遥操作移动抓取机器人系统设计 被引量:2
8
作者 张英坤 《单片机与嵌入式系统应用》 2022年第6期70-73,78,共5页
设计了一种基于遥操作技术的移动抓取机器人,包括机械执行系统和控制系统,主要由四驱全向移动平台、三自由度机械臂、欠驱动二指机械手和由无线相机构建的远程监控系统组成。试验结果表明,设计开发的移动抓取机器人具有良好的遥操作性能... 设计了一种基于遥操作技术的移动抓取机器人,包括机械执行系统和控制系统,主要由四驱全向移动平台、三自由度机械臂、欠驱动二指机械手和由无线相机构建的远程监控系统组成。试验结果表明,设计开发的移动抓取机器人具有良好的遥操作性能,在对目标物体的移动抓取作业过程中,全向移动平台、机械臂、机械手及远程监控系统能够协调控制,且机械手在可靠抓取的同时不会对目标物体造成破坏。 展开更多
关键词 移动抓取机器人 全向移动平台 机械臂 机械手
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一种履带式全方位移动平台的平顺性分析 被引量:3
9
作者 张豫南 黄涛 +1 位作者 张芳 田鹏 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第7期988-993,共6页
针对Mecanum轮式全方位移动平台存在路面适应性差等问题,提出了"全方位移动履带"的结构,并研制出一种履带式全方位移动平台;研究了履带式全方位移动平台的运动平顺性,分别建立了履带式和Mecanum轮式全方位移动平台的虚拟样机... 针对Mecanum轮式全方位移动平台存在路面适应性差等问题,提出了"全方位移动履带"的结构,并研制出一种履带式全方位移动平台;研究了履带式全方位移动平台的运动平顺性,分别建立了履带式和Mecanum轮式全方位移动平台的虚拟样机,主要完成了两种样机在B^F级不平路面的纵向及横向运动仿真试验;分析了两种样机纵向及横向运动的平顺性,结果表明,履带式全方位移动平台的运动平顺性优于Mecanum轮式全方位移动平台,并总结了路面等级对其纵向及横向运动平顺性的影响规律;在一段土路(相当于C级路面)上完成了平台的平顺性试验,试验结果验证了仿真结果的正确性;因此,履带式全方位移动平台可以改善Mecanum轮式全方位移动平台的路面适应性。 展开更多
关键词 全方位移动履带 MECANUM轮 履带 全方位移动平台 平顺性
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基于STM32的全方位移动平台控制系统设计 被引量:2
10
作者 肖进 赵锦芝 +1 位作者 王伟 朱春义 《南京工程学院学报(自然科学版)》 2021年第1期69-73,共5页
以全方位移动平台作为研究对象,提出以全向轮为基础的全方位移动平台控制系统设计方案,包括移动平台的运动分析、硬件的设计和软件的设计.控制系统以STM32F103为控制核心,通过光电编码器和MPU6050惯导模块采集、检测移动平台的旋转角度... 以全方位移动平台作为研究对象,提出以全向轮为基础的全方位移动平台控制系统设计方案,包括移动平台的运动分析、硬件的设计和软件的设计.控制系统以STM32F103为控制核心,通过光电编码器和MPU6050惯导模块采集、检测移动平台的旋转角度和位移大小,反馈给单片机实现精确定位,并通过反馈装置实时了解移动平台的运动状态;本文采用STM32搭建的全方位位移机器人平台,响应速度快,机构灵活,为以后的自主导航和自主避障提供了很好的平台. 展开更多
关键词 全方位移动平台 运动分解 STM32 驱动器
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履带式全方位移动平台的运动学分析与仿真 被引量:2
11
作者 张豫南 房远 +2 位作者 杨怀彬 崔智 史浩楠 《火力与指挥控制》 CSCD 北大核心 2019年第6期132-136,共5页
履带式全方位移动平台克服了传统Mecanum轮式移动平台的缺陷,应用前景广阔。用圆柱辊子Mecanum轮式全方位移动平台等效代替履带式全方位移动平台进行运动学分析,将得到的通用运动学方程应用于矩形布局的履带式全方位移动平台,得到和现... 履带式全方位移动平台克服了传统Mecanum轮式移动平台的缺陷,应用前景广阔。用圆柱辊子Mecanum轮式全方位移动平台等效代替履带式全方位移动平台进行运动学分析,将得到的通用运动学方程应用于矩形布局的履带式全方位移动平台,得到和现有文献一致的运动学方程。将此方法应用于履带式三角形车体全方位移动平台的运动学分析,并在Adams中建立3种履带长度不同的平台模型进行中心转向角速度对比仿真分析,结果显示最大误差小于10%。 展开更多
关键词 全方位移动平台 履带 运动学分析 MECANUM轮
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基于ARM的全向移动平台智能循迹系统设计 被引量:2
12
作者 徐文丽 刘丹 +2 位作者 党兴 刘伟静 李鹏 《自动化仪表》 CAS 2018年第6期9-12,共4页
为实现全向移动平台的智能循迹和避障,设计了一种基于进阶精简指令集处理器(ARM)控制器的全向移动平台智能循迹系统。该系统采用视觉传感器采集路径信息,通过循迹算法获得全向移动平台的移动控制参数,同时依据路径弯曲程度实时地调整移... 为实现全向移动平台的智能循迹和避障,设计了一种基于进阶精简指令集处理器(ARM)控制器的全向移动平台智能循迹系统。该系统采用视觉传感器采集路径信息,通过循迹算法获得全向移动平台的移动控制参数,同时依据路径弯曲程度实时地调整移动平台当前运动速度;采用激光传感器进行测距,并对收集到的数据信息进行处理与分析,以实现避障。该设计实现了全向移动平台的智能循迹和避障。试验结果表明,基于ARM的全向移动平台能够沿预设的轨迹快速、稳定地行驶。该设计方案简单、可靠,可广泛应用于智能导航设备。 展开更多
关键词 全向移动平台 循迹 进阶精简指令集处理器 避障 导航
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基于Kinect的全向移动平台视觉伺服控制研究 被引量:1
13
作者 雷程 孙立宁 陈国栋 《机械与电子》 2018年第8期61-65,70,共6页
针对移动机器人的交互控制进行研究,利用Kinect相机获取的人体特征点信息用于全向移动平台的视觉伺服控制中。首先,对完整约束下的移动平台构型进行设计,构建平台的正逆运动学模型;其次,分析基于图像的视觉伺服控制模型,得到图像空间中... 针对移动机器人的交互控制进行研究,利用Kinect相机获取的人体特征点信息用于全向移动平台的视觉伺服控制中。首先,对完整约束下的移动平台构型进行设计,构建平台的正逆运动学模型;其次,分析基于图像的视觉伺服控制模型,得到图像空间中特征点与笛卡尔空间平台的运动关系;再次,对伺服控制系统进行设计,提出交互中特征点的提取及选取方式,给出雅可比矩阵的深度值估计方法,讨论偏差的增益值组合对平台运动的影响;最后,选择符合条件的一组增益值对上述控制算法进行仿真,分析仿真结果,验证了控制算法的可行性。 展开更多
关键词 全向移动平台 视觉伺服控制 Kinect相机 人体跟踪 交互控制
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基于三轮全向移动平台的运动控制系统研究 被引量:1
14
作者 王勇 刘洋 祝鑫 《现代机械》 2019年第6期5-9,共5页
三轮全向移动平台具有全向移动能力。论文在已开发的机场服务机器人平台基础上,完成了另一种三轮全向移动平台运动控制系统的设计与实现,通过系统建模及运动学分析,采用STM32主控制芯片,无线通信等设备搭载外围硬件系统,实现各种运动模... 三轮全向移动平台具有全向移动能力。论文在已开发的机场服务机器人平台基础上,完成了另一种三轮全向移动平台运动控制系统的设计与实现,通过系统建模及运动学分析,采用STM32主控制芯片,无线通信等设备搭载外围硬件系统,实现各种运动模式的控制。经样机实验测试,该移动平台运动灵活,姿态稳定,能在平面更好的实现平移,原地旋转及全方位运动。 展开更多
关键词 全向移动平台 运动学分析 STM32 运动控制
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基于全向轮的核电检修全方位移动平台的研究与实现
15
作者 杜林宝 龚卫民 王晨 《机械工程师》 2021年第5期28-30,共3页
针对核电站水下检修过程中水池内设备多、空间小、检修过程中空间受限、检修工作难度大等一系列问题,文中对全方位移动平台的轮系结构和运动方式进行了分析,在此基础上研究了一种适用于核电水下检修的全方位移动平台。经过多项试验,全... 针对核电站水下检修过程中水池内设备多、空间小、检修过程中空间受限、检修工作难度大等一系列问题,文中对全方位移动平台的轮系结构和运动方式进行了分析,在此基础上研究了一种适用于核电水下检修的全方位移动平台。经过多项试验,全方位移动平台满足核电水下检修的需求,为核电水下检修提供了保障。 展开更多
关键词 全向轮 全方位移动平台 核电检修
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技巧球足球发射机器人设计
16
作者 于欢 刘泓滨 尹雨枫 《轻工机械》 CAS 2018年第6期12-14,共3页
针对体育行业中足球机器人普遍无法发射带有弧线的技巧球的现状,设计了一款技巧球发射机器人。该机器人采用推杆驱动的举仰机构,通过运动学分析验证了设计方案的可行性;设计了特殊的旋转发生器机构,可产生多种技巧球;对旋转发生器射出... 针对体育行业中足球机器人普遍无法发射带有弧线的技巧球的现状,设计了一款技巧球发射机器人。该机器人采用推杆驱动的举仰机构,通过运动学分析验证了设计方案的可行性;设计了特殊的旋转发生器机构,可产生多种技巧球;对旋转发生器射出的足球进行了动力学及运动学分析,采用多环控制策略,设计了机器人控制系统。实验结果表明:该机器人运动灵活,可以发射带有弧线的技巧球,能够满足对球员的训练需求,具有良好的应用前景。 展开更多
关键词 足球发射机器人 全方位移动平台 推杆驱动 旋转发生器 多环控制策略 技巧球
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八轮全向移动平台的控制系统设计
17
作者 田浩 《单片机与嵌入式系统应用》 2017年第12期75-79,共5页
针对目前国内工业应用中提出的八Mecanum轮全向移动平台的构想,提出其控制系统的设计与实现方案。研究通过八轮全向移动平台的原理分析,提出总体设计方案,以STM32单片机为控制核心,通过接收遥控信号协同驱动8个Mecanum轮,实现移动平台... 针对目前国内工业应用中提出的八Mecanum轮全向移动平台的构想,提出其控制系统的设计与实现方案。研究通过八轮全向移动平台的原理分析,提出总体设计方案,以STM32单片机为控制核心,通过接收遥控信号协同驱动8个Mecanum轮,实现移动平台的全向移动以及零转弯半径转动。详述了控制系统软硬件的模块化设计,并在此基础上研制了样机。通过实验验证了控制系统设计的可行性,对于推进国内全向移动平台的工业化应用具有一定的意义。 展开更多
关键词 Mecanum 全向移动平台 STM32
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基于MPC和PID的脚轮式全向移动平台轨迹跟踪
18
作者 李华夏 黄晓蓉 +3 位作者 沈安林 蒋鹏 彭忆强 隋立起 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2024年第7期2285-2293,共9页
针对现有运动控制策略无法保证独立驱动脚轮式全向移动平台位姿的高精度控制问题,提出一种基于模型预测控制(MPC)和PID控制相结合的双闭环轨迹跟踪控制策略。首先,利用运动学几何关系建立独立驱动脚轮式全向移动平台在世界坐标系下的三... 针对现有运动控制策略无法保证独立驱动脚轮式全向移动平台位姿的高精度控制问题,提出一种基于模型预测控制(MPC)和PID控制相结合的双闭环轨迹跟踪控制策略。首先,利用运动学几何关系建立独立驱动脚轮式全向移动平台在世界坐标系下的三自由度运动学模型,基于正交分解法建立平台在机器人坐标系下的逆运动学模型,以反映平台中心点速度与各个脚轮转速间的关系;其次,采用MPC并基于三自由度运动学模型设计位姿控制器,使平台对期望轨迹进行位姿跟踪,并在考虑多目标约束条件的情况下通过位姿控制器求解出最优控制量;最后,采用PID设计速度控制器,用于跟踪位姿控制器输出的期望速度,通过平台逆运动学模型计算得到期望轮速,从而驱动平台实现全向运动。通过仿真验证了所提控制策略的有效性,平台能有效跟踪直线轨迹和圆形轨迹。仿真结果表明,与通过平台转角逆运动学模型解耦驱动轮速的位置单环轨迹跟踪控制策略相比,加入速度内环后系统超调量下降97.23%,响应时间缩短36.84%。 展开更多
关键词 独立驱动脚轮式全向移动平台 模型预测控制 轨迹跟踪 PID控制 运动学模型
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