轮式移动机器人里程计系统误差校核

里程计在轮式移动机器人运行过程中存在严重的误差累计,通过校核系统参数可以减小系统误差。针对传统UMBmark系统误差校核方法存在的不足,提出一种改进的系统误差校核新方法。该算法综合考虑三种主要系统误差来源产生的误差对移动机器人直线运动和定点旋转运动造成的影响,同时采用正方形回路终点的方向误差代替位置误差来校核系统参数。实验结果表明,该方法能够有效校核系统参数,提高移动机器人的定位精度。

纵向打滑状态下轮式移动机器人轨迹跟踪控制

针对轮式移动机器人纵向打滑状态下滑动参数未知的轨迹跟踪控制问题,提出了一种轨迹跟踪控制方法。建立了纵向打滑状态下移动机器人的运动学模型,用滑动参数表示左右轮的打滑程度;设计合适的滑模观测器对未知的滑动参数进行估计,并通过低通滤波器减少抖振对估计结果产生的影响;基于Lyapunov直接法设计轨迹跟踪控制律,并提出了一种根据控制系统的极点分布确定控制参数的方法。仿真结果验证了所提方法的准确性和有效性。

小型路面清扫机器人造型设计及优化

针对小型路面的清扫,设计了一款适用于楼道及校内马路的清扫机器人,对其底盘结构及外观等进行了详细设计及优化,解决了较小空间内的垃圾处理问题,在使用性能和外观造型上均具有一定的创新性。

两种基于激光雷达的SLAM算法最优参数分析

激光雷达是移动机器人同步定位与地图构建(SLAM)的重要模块。对目前主流的基于激光雷达的SLAM方法(Gmapping和Hector SLAM)进行研究,借助开源机器人操作系统(ROS),在自主研发的移动机器人平台上配备激光雷达,实现了不同参数配置下两种算法的地图构建。实验为参数最优配置指明了方向,且证明了Hector SLAM的整体构图精度高于Gmapping,但对参数配置要求较高。

改进人工势场法的移动机器人路径规划分析

由于传统人工势场法存在目标不可达和局部极小值点问题,在有多个障碍物的环境下非常容易导致无法路径规划。对人工势场法的特点进行了分析,提出了采用激光传感器测距模型和Wi-Fi定位算法构建路径规划的环境;对于障碍物与目标点过于接近而引起的斥力势场和引力势场同时增大继而出现的目标不可达问题,采用在斥力势场函数中增加一个距离因子的方法来使机器人能准确找到目标点;当障碍物处在机器人与目标点之间时,机器人很容易陷入局部极小值点的情况,采用旋转斥力一定角度的方法使机器人逃离极小值点,绕开障碍物而迅速向目标点移动。仿真实验证明了该方法能够成功规划出一条平滑无碰撞的路径。