轻型仿生机器手的几何求逆优化及轨迹规划

随着我国机械手的广泛应用,各类仿生机械臂的出现所带来的控制问题已经成为工业机械臂亟待解决的关键技术。本文以KINOVA jaco26DOF-S超轻量型机械臂为研究对象,基于了位姿分离的思想并采用了几何求逆优化算法解决机械臂运动学解的问题,使用五次多项式插值优化算法完成了机械手臂的空间轨迹规划。综合上述的求解算法,运用MATLAB软件对其算法进行运动学仿真,最终通过对仿真结果的分析表明了本文中所使用的方法能够保证机械手臂平稳快速地达到期望位姿,并为机械臂关节控制研究以及机械臂动力学研究奠定了一定的理论基础。

针对合作型无人机的最优防相撞策略

为解决复杂融合空域内的无人机(unmanned aerial vehicle,UAV)冲突解脱过程中消耗大的问题,提出基于速度障碍法的合作型无人机的最优防相撞策略。首先根据有限时间的速度障碍法进行冲突探测,并推导出解脱条件下冲突双方航向改变量与速度大小改变量满足的关系,再将合作博弈概念用在冲突解脱过程中,利用最优化理论,将联盟福利最优解作为博弈双方最优解脱策略。该冲突解脱算法基于无人机冲突双方最小机动与满足自身性能约束的原则,实现支付代价最小前提下的实时冲突解脱。仿真结果表明该算法在不同冲突场景下具有可行性、实时性与高效性。

基于速度障碍法的无人机避障与航迹恢复策略

针对在融合空域内,面临复杂障碍物时无人机飞行冲突解脱和航迹恢复问题,在速度障碍法的基础上提出了一种几何优化方法,并对这个问题进行了严格的数学描述。首先,根据无人机与障碍物之间的相对位置和速度关系,基于航迹预推模型确定其冲突类型,以及是否满足各解脱策略的条件。然后,选取相应的解脱策略。待冲突解脱完成后,无人机恢复至原飞行航线。之后,通过几何分析与理论推导证明该模型能够有效解决飞行冲突,并且给出了具体的冲突解脱和航迹恢复的时间。最后,在仿真中,所提方法根据不同场景自主选择冲突解脱策略,结果显示该方法简单高效。

基于速度障碍法的飞行冲突解脱与恢复策略

针对飞行中的冲突解脱和航迹恢复问题,在速度障碍法模型的基础上提出了一种几何优化的方法,并对这个问题进行了严格的数学描述。首先根据飞机之间的相对位置和速度关系,确定其冲突类型,以及是否满足各解脱策略的条件,选取相应的解脱策略,待冲突解脱完成后,飞机恢复至原航线飞行。然后通过几何分析,理论推导,该模型能够有效解决飞行冲突,并且具体给出冲突解脱和航迹恢复的位置。最后在仿真中,所提方法根据不同场景能够自主选择冲突解脱策略,结果显示该方法简单高效,并且在航迹恢复过程中不引入新的飞行冲突。

基于速度障碍法的三维确定型冲突探测模型

自由飞行模式的提出,给空中交通安全带来了巨大压力,对冲突探测技术提出更高要求。针对自由飞行条件下传统二维速度障碍探测模型在三维空间内进行飞行冲突探测存在局限性的问题,文章提出一种基于速度障碍法的三维确定型冲突探测算法:在椭球状保护区基础上,选取飞机当前位置、速度矢量、航向为特征量,基于速度障碍法对2机的冲突状态进行定性判断,并预测冲突时间。最后,在4种随机模拟飞行场景下对算法进行仿真。仿真结果表明:在不考虑其他条件的情况下,该模型能够有效判断在三维空间内的2架飞机是否存在潜在飞行冲突,并得出预计飞行冲突时间。

Intelligent Metal Detection and Disposal Automation Equipment Based on Geometric Optimization Driving Algorithm

In order to solve the problem of metal impurities mixed in the production line of wood pulp nonwoven raw materials,intelligent metal detection and disposal automation equipment is designed.Based on the principle of electromagnetic induction,the precise positioning of metal coordinates is realized by initial inspection and multi-directional re-inspection.Based on a geometry optimization driving algorithm,the cutting area is determined by locating the center of the circle that covers the maximum area.This approach aims to minimize the cutting area and maximize the use of materials.Additionally,the method strives to preserve as many fabrics at the edges as possible by employing the farthest edge covering circle algorithm.Based on a speed compensation algorithm,the flexible switching of upper and lower rolls is realized to ensure the maximum production efficiency.Compared with the metal detection device in the existing production line,the designed automation equipment has the advantages of higher detection sensitivity,more accurate metal coordinate positioning,smaller cutting material areas and higher production efficiency,which can make the production process more continuous,automated and intelligent.