基于SimMechanics的两轮机器人建模与仿真 被引量：14

1

作者 彭学锋 鲁兴举 吕鸣 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2010年第11期2643-2645,共3页

介绍了基于SimMechanics的两轮机器人机电控制系统建模与仿真研究的方法,建立了仿真模型并进行了运动控制仿真分析。利用MATLAB/Simulink强大的运算功能和SimMechanics提供的模块集,可以省略建立运动机构数学模型的推导过程,具有系统建... 介绍了基于SimMechanics的两轮机器人机电控制系统建模与仿真研究的方法,建立了仿真模型并进行了运动控制仿真分析。利用MATLAB/Simulink强大的运算功能和SimMechanics提供的模块集,可以省略建立运动机构数学模型的推导过程,具有系统建模直观和仿真功能强大的特点,为机电控制系统的建模仿真提供一个方便的工具。 展开更多

关键词 两轮机器人 模型 SIMMECHANICS 仿真

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可跳跃式两轮机器人的设计与动力学分析 被引量：7

2

作者 张小飞 张延恒 +2 位作者 孙汉旭 贾庆轩 肖寒 《机器人》 EI CSCD 北大核心 2014年第3期355-361,共7页

为提高跳跃机器人运动的灵活性和实用性,通过将跳跃运动与轮式运动相结合,设计了一种新型的可跳跃式两轮机器人.跳跃运动由三杆弹簧跳跃机构实现,在大大减小机构尺寸的同时提高了能量利用率.详细介绍了机器人各机构的组成及工作原理,在... 为提高跳跃机器人运动的灵活性和实用性,通过将跳跃运动与轮式运动相结合,设计了一种新型的可跳跃式两轮机器人.跳跃运动由三杆弹簧跳跃机构实现,在大大减小机构尺寸的同时提高了能量利用率.详细介绍了机器人各机构的组成及工作原理,在此基础上,对机器人跳跃过程进行了动力学建模,分析了影响机器人跳跃能力的因素.为验证机械设计的有效性,利用ADAMS进行了机器人轮式移动与跳跃越障过程的仿真.搭建机器人控制系统并制作可跳跃式两轮机器人原理样机,最终跳跃实验结果证明了机器人设计的合理性以及理论分析的正确性.该跳跃机器人的能量利用效率接近70%,跳跃高度超过自身尺寸. 展开更多

关键词 跳跃机器人 两轮机器人 机构设计 动力学分析

原文传递

基于递归卷积神经网络的移动机器人定位算法 被引量：5

3

作者 李少伟 王胜正 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2019年第10期240-243,249,共5页

移动机器人定位已成为机器人研究的重要任务。提出基于递归卷积神经网络的移动机器人定位(Recurrent Convolutional Neural Networks-Based Mobile Robot Localization,RCNN-MRL)算法。递归卷积神经网络(Recurrent Convolutional Neural... 移动机器人定位已成为机器人研究的重要任务。提出基于递归卷积神经网络的移动机器人定位(Recurrent Convolutional Neural Networks-Based Mobile Robot Localization,RCNN-MRL)算法。递归卷积神经网络(Recurrent Convolutional Neural Networks,RCNN)结合卷积神经网络(Convolutional Neural Networks,CNN)和递归神经网络(Recurrent Neural Networks,RNN)的特性,并依据机器人上嵌入的照相机拍摄的第一人称视角图像,RCNN-MRL算法利用RCNN实现自主定位。具体而言,先通过RCNN有效地处理多个连续图像,再利用RCNN作为回归模型,进而估计机器人位置。同时,设计双轮机器人移动,获取多个时间序列图像信息。最后,依据双轮机器人随机移动建立仿真环境,分析机器人定位性能。实验数据表明,提出的RCNN模型能够实现自主定位。 展开更多

关键词 移动机器人定位 第一人称视角 时间序列图像 递归卷积神经网络 双轮机器人

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基于Android的双轮机器人控制系统研究与设计 被引量：4

4

作者 王素青 黄文龙 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2016年第12期60-64,共5页

双轮机器人系统具有与传统倒立摆相似的多变量、非线性、强耦合和参数不稳定等特点。针对系统的复杂性,文章提出了基于Android平台和蓝牙通信模块实现对移动机器人的无线控制方式,采用基于DMP和Kalman滤波相结合的姿态数据处理算法及双... 双轮机器人系统具有与传统倒立摆相似的多变量、非线性、强耦合和参数不稳定等特点。针对系统的复杂性,文章提出了基于Android平台和蓝牙通信模块实现对移动机器人的无线控制方式,采用基于DMP和Kalman滤波相结合的姿态数据处理算法及双闭环PID控制算法相结合的控制方法,实现双轮机器人的自平衡控制。文中创新地在系统上增加两个机械臂,借助机械臂能够使系统快速恢复平衡以及当系统休眠时,借助机械臂保持平衡实现节能的目的。测试结果表明,该系统能够通过蓝牙准确地发送、接收数据,控制精度高、系统稳定性好、时间响应快。 展开更多

关键词 双轮机器人 ANDROID 蓝牙 DMP和Kalman滤波 PID控制

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基于Codesys的两轮机器人控制研究 被引量：4

5

作者 管观洋 陈广锋 席伟 《自动化与仪表》 2018年第4期16-19,104,共5页

两轮机器人以其结构简单、控制复杂、灵活性等特点,成为机器人研究中的一个重点研究课题。该文为了实现两轮机器人良好的平衡效果和运动性能,利用牛顿动力学建立了机器人各个子系统和整个系统的数学模型;采用集成了加速度计和陀螺仪的MP... 两轮机器人以其结构简单、控制复杂、灵活性等特点,成为机器人研究中的一个重点研究课题。该文为了实现两轮机器人良好的平衡效果和运动性能,利用牛顿动力学建立了机器人各个子系统和整个系统的数学模型;采用集成了加速度计和陀螺仪的MPU6050模块采集机器人各轴加速度和转速,使用改进的卡尔曼算法将两者数据融合处理得到了精准度高的机器人倾角值;利用分解的思想将机器人控制细化为平衡控制、运动控制和差速控制,为每个控制环设计PID控制器。两轮机器人以树莓派为控制中心,在Codesys平台上完成软件开发。试验表明,该机器人有很好的平衡性能、抗干扰性强、运动性能。 展开更多

关键词 两轮机器人 卡尔曼滤波 PID控制 树莓派 CODESYS

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改进的两轮直立车多回路控制 被引量：3

6

作者 王英杰 孟威 +2 位作者 李灵恩 姚晓晨 张宁博 《自动化与仪表》 2019年第12期39-44,共6页

两轮直立车传统单回路PID闭环算法实现简单,成为常用的基础算法,但直立车系统具有非线性、欠驱动、高阶次、自然不稳定等特点,单级PID不能实时有效地进行调节,且由于直立环与速度环并联产生耦合,导致在车速较高时该方法的控制不稳定。... 两轮直立车传统单回路PID闭环算法实现简单,成为常用的基础算法,但直立车系统具有非线性、欠驱动、高阶次、自然不稳定等特点,单级PID不能实时有效地进行调节,且由于直立环与速度环并联产生耦合,导致在车速较高时该方法的控制不稳定。针对这一问题,采用比值法、四元数-互补滤波法和平均速度法提高车辆和环境信息的准确度,并设计了串级行驶和串级转向PID控制系统。经过实际调试和与传统方案的数据对比分析,结果显示,两轮直立车在平衡保持跟踪和循迹方面的稳定性、抗干扰能力以及控制精度都获得了较大提升。 展开更多

关键词 串级控制 直立车 姿态控制 转向控制 两轮平衡车 两轮机器人

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自平衡两轮机器人的分层模糊控制 被引量：24

7

作者 李明爱 焦利芳 乔俊飞 《控制工程》 CSCD 北大核心 2009年第1期80-82,94,共4页

为解决具有非线性、强耦合和绝对不稳定特点的自平衡两轮机器人的运动控制问题,提出一种分层模糊控制方法。该方法对机器人体的倾斜角度和轮子转动速度分别设计相应的模糊控制器,其输出同时进入决策器,由决策器进行智能判断与协调,输出... 为解决具有非线性、强耦合和绝对不稳定特点的自平衡两轮机器人的运动控制问题,提出一种分层模糊控制方法。该方法对机器人体的倾斜角度和轮子转动速度分别设计相应的模糊控制器,其输出同时进入决策器,由决策器进行智能判断与协调,输出控制量。两控制器交替工作,实现机器人体倾角控制和轮子转速控制的有机统一。该方法具有模糊规则少,控制逻辑简单的特点。对机器人的速度跟踪、运动停止及转弯等多种运动方式进行了控制仿真实验,验证了控制方法的正确性和有效性。 展开更多

关键词 自平衡两轮机器人 分层模糊控制 运动 平衡

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基于模糊控制的AGV寻迹算法 被引量：29

8

作者 廖华丽 周祥 +1 位作者 董丰 王廷旗 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第7期896-898,共3页

针对基于光敏传感器组寻线的AGV,设计了传感器阵列的布置方式,根据此布置方式,提出了路径识别的算法,进而设计了AGV模糊控制器,试验表明系统性能符合要求,效果良好.

关键词 AGV 路径识别 模糊控制 两轮差速

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基于远程控制的双轮安防机器人系统设计 被引量：7

9

作者 李森 潘小琴 +2 位作者 钦盼琛 张普 闫琦 《自动化与仪表》 2017年第5期30-34,共5页

该文针对传统人防措施存在危险环境巡逻时,人身安全风险高和视频监控易遭到破坏等问题,结合双轮自平衡机器人体积小、行动灵活、结构简单、适应性强等特点,提出了一种可远程控制的双轮安防机器人系统。该系统采用客户端/服务器(C/S)结构... 该文针对传统人防措施存在危险环境巡逻时,人身安全风险高和视频监控易遭到破坏等问题,结合双轮自平衡机器人体积小、行动灵活、结构简单、适应性强等特点,提出了一种可远程控制的双轮安防机器人系统。该系统采用客户端/服务器(C/S)结构,以双轮机器人作为服务器,智能终端设备作为客户端。机器人软件部分通过Kalman滤波对姿态角进行融合,利用PID算法实现机器人的自平衡及行进控制,对采集的各种传感器信号进行数据处理,判断警情实现自动报警;智能手机或电脑终端通过WiFi技术访问服务器,实现对机器人的远程控制和图像传输。试验结果表明,该安防机器人系统图像传输响应迅速、操作简便、运行稳定,具有很好的应用前景。 展开更多

关键词 机器人 双轮安防机器人 MJPG-streamer 视频传输 PID 客户端/服务器

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基于位置约束的两轮驱动机器人路径跟踪控制方法 被引量：7

10

作者 朱欣华 王健 +2 位作者 郭民环 姚速瑞 苏岩 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第5期680-685,共6页

两轮驱动机器人的应用越来越广泛,但由于两轮驱动机器人属于欠驱动系统,输入量不能使机器人按任意轨迹运动,因此较难控制。针对两轮驱动机器人的路径跟踪控制问题,分析了两轮驱动机器人运动模型,提出了一种新的路径跟踪控制方法。通过... 两轮驱动机器人的应用越来越广泛,但由于两轮驱动机器人属于欠驱动系统,输入量不能使机器人按任意轨迹运动,因此较难控制。针对两轮驱动机器人的路径跟踪控制问题,分析了两轮驱动机器人运动模型,提出了一种新的路径跟踪控制方法。通过左右轮的双闭环PID控制来约束两轮机器人的速度和位姿,同时,在期望路径附近建立矢量场,引入位置约束,促使两轮机器人在偏离期望路径时能够快速回归,完成路径跟踪任务。搭建了两轮驱动机器人硬件实验平台,实现了两轮驱动机器人的路径跟踪控制。实验结果表明,两轮驱动机器人能够准确跟踪期望路径,对于设置的一种较复杂路径跟踪实验,得出的各跟踪点的相对误差的均方差为0.86%,最大相对误差为3.64%。 展开更多

关键词 两轮驱动机器人 欠驱动系统 双闭环PID 矢量场 路径跟踪控制

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全局路径约束的两轮差速机器人改进导航算法 被引量：1

11

作者 赵师兵 张志明 《实验室研究与探索》 CAS 北大核心 2023年第9期88-94,共7页

定位和路径规划是机器人导航的核心问题,准确地定位和合适的路径规划是保证机器人正常导航的重要环节。以两轮差速机器人为研究对象,提出一种基于全局路径的定位和路径规划改进算法,并添加遇到障碍物时的恢复机制。开始导航后,机器人原... 定位和路径规划是机器人导航的核心问题,准确地定位和合适的路径规划是保证机器人正常导航的重要环节。以两轮差速机器人为研究对象,提出一种基于全局路径的定位和路径规划改进算法,并添加遇到障碍物时的恢复机制。开始导航后,机器人原地自转到路径的方向,中间过程使用路径跟随算法跟踪经过平滑后的全局路径,到达目标点后原地自转到目标方向,机器人在操作系统ROS仿真环境下完成综合创新性教学实践训练。实验结果表明,无论机器人处于狭窄环境还是存在大幅度转弯极端路径等复杂情况,该算法均能实现良好的导航避障和运动控制效果,可为机器人平台的部署提供有力支持。该实验有效培养学生理论结合实践的工程能力。 展开更多

关键词 两轮差速机器人 全局路径 导航算法 路径规划 机器人操作系统 实验教学

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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

12

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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多模式两轮移动机器人的设计与运动分析 被引量：9

13

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

两轮移动巡检机器人的区间二型模糊滑模控制 被引量：5

14

作者 陈瑶 毛雅洁 +1 位作者 赵涛 刘佳豪 《计算机应用与软件》 北大核心 2020年第10期27-33,56,共8页

针对两轮移动巡检机器人的强耦合、欠驱动及非线性等特性,使用终端滑模控制器对其进行轨迹跟踪误差控制,但终端滑模控制器会使系统产生抖振现象,不利于实际应用。为了削弱甚至消除该现象,将区间二型模糊与终端滑模相结合,提出区间二型... 针对两轮移动巡检机器人的强耦合、欠驱动及非线性等特性,使用终端滑模控制器对其进行轨迹跟踪误差控制,但终端滑模控制器会使系统产生抖振现象,不利于实际应用。为了削弱甚至消除该现象,将区间二型模糊与终端滑模相结合,提出区间二型模糊滑模控制器。仿真结果显示,该控制器与一型模糊滑模控制器、终端滑模控制器相比,不仅能对机器人进行轨迹跟踪误差控制,而且其控制性能最佳。 展开更多

关键词 一型模糊控制 区间二型模糊控制 终端滑模控制 两轮移动巡检机器人 轨迹误差跟踪

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基于两轮机器人运动模型的KaIman滤波视觉导航

15

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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