未知环境中自主机器人的路径规划研究

未知复杂环境中自主机器人合理的路径规划是进行探索任务的前提.传统的路径规划方法侧重于研究从起始点到目标点的无碰路径,很少考虑机器人自身运动的平稳性.研究了室外未知环境中考虑机器人姿态稳定性以及能量损耗的路径规划方法,该方法分三步:(1)梯度计算,计算运动区域的梯度;(2)节点探测,运动区域被划分为平坦区域和非平坦区域,辨识每个平坦区域的中心位置,即节点;(3)路径评估,根据提出的评估函数,规划出从当前位置经过中间节点到目标点的最优路径.结合机器人的动力学特性,利用反演控制,设计了合适的控制率,保证了机器人的平稳运动.通过和传统规划方法获得的路径比较,仿真验证了所提方法的有效性.

基于相机的转台稳定性检测方法研究

高精密转台常用于高精度测量仪器的性能测试,或作为激光扫描仪的稳定平台使用,而转台的稳定性直接影响仪器的测量精度。提出一种利用数码相机对转台稳定性进行标定的方法,在转台运动时,安装在转台上的相机连续获取相片,基于摄影测量原理,计算相机的空间位置和姿态,从而确定转台的运动轨迹。实验结果表明,该方法可以有效地检测转台运动的稳定性。

未知环境中考虑姿态稳定性的自主机器人路径规划

未知环境中自主机器人合理的路径规划是进行探索任务的前提.传统的路径规划方法侧重于研究从起始点到目标点的无碰路径,很少考虑机器人自身运动的平稳性.研究了室外未知环境中考虑机器人姿态稳定性以及能量损耗的路径规划方法,该方法分3步:1梯度计算,计算运动区域的梯度;2节点探测,运动区域被划分为平坦区域和非平坦区域,辨识每个平坦区域的中心位置,即节点;3路径评估,根据提出的评估函数,规划出从当前位置经过中间节点到目标点的最优路径.通过和传统规划方法获得的路径比较,仿真验证了所提方法的有效性.

光电设备数字标校中的空间姿态耦合分析

针对光电设备传统安装标校方法操作复杂、工作难度大的缺点,提出了一种光电设备数字标校方法,并结合平台稳定型光电设备开展了数字标校过程的姿态耦合分析,重点分析了设备安装水平倾角耦合关系、空间稳定姿态解算和设备方位零位解算过程,并通过仿真计算和试验验证了该方法的可行性。试验验证结果表明:具有稳定平台的光电设备采用该数字标校方法进行安装标校和稳定控制时,在动态条件下其目标数据精度可满足2 mrad的技术指标要求。该研究对光电设备标校及误差源分析具有工程指导意义。