一种室内轮式自主移动机器人的导航控制研究

介绍了一种室内移动机器人CASIA I .对该机器人的运动机构做了较为详细地阐述 ,针对该运动机构给出了机器人的运动方程和一种导航控制算法 ,并根据该算法进行了软件仿真和实物实验 .在软件仿真和实物实验两种环境下 ,机器人都能够实时避开障碍物奔向目标 .仿真和实验表明 :该移动平台具有良好的可靠性 。

轮式移动机器人在卫勤保障中的应用综述

介绍了轮式移动机器人(wheeled mobile robot,WMR)的概念、发展路线及其在国内外卫勤保障中的应用现状,分析了各国WMR的优点和存在的不足,阐述了WMR的关键技术,指出了越障能力优化、战场感知信息交互能力提升、续航能力增强是WMR未来的发展方向。

基于ROS的室内自主移动机器人设计

设计一款基于ROS的i室内自主移动机器人,根据机器人实际功能需求,选择基于四轮差速驱动的机器人底盘。该机器人以Jetson Nano为核心控制器,ArdunoMega2560板和驱动板为辅控制器,辅控制器采用一体化设计,将各功能子电路通过优化布局方式集成一块PCB扩展板,增加了辅控制器的可靠性和稳定性,并能减少了接线的数量。该机器i人利用ROS系统把机器人所用所要进行的一系列工程整合在一起,激光雷达为主要传感器。通过上位机(JetsonNanio)与下位机(Arduno板和驱动板)的通信,使下位机接收到上位机的消息,发送指令到驱动板,驱动板进行速度和方向的控制。ArdunoMega2560板接收上位机的指令后向电机驱动板传输信号,电机驱动板通过连接PWM端口来控制小车左右电机的转速,从而实现差速转向。通过测试,移动机器人通过激光雷达进行SLAM建图,实现机器人能够自主导航、自主避障等功能。

融合语义信息的移动机器人室内自主探索算法

自主探索是提高机器人智能化的一个研究方向,其致力于实现机器人对未知区域的高效探索.目前对自主探索算法的研究,大部分仅考虑环境中的图像、边界以及距离等几何信息.同时,算法的贪心策略易忽略小区域,使得探索到的区域体积比实际体积少.为此,本文提出一种融合语义信息的移动机器人室内自主探索算法.该算法在下一最优视点自主探索的思想上,对部分视点扩展成为带语义信息的探点.在此基础上,提出的算法引入融合语义信息的奖励值作为机器人下一个目标点的选择依据,引导机器人找回被忽略的区域.在开源数据集Matterport3D环境下进行的多组实验显示,本文提出的算法相对于DSV Planner算法探索体积至少增加了14.6%,相对于TARE Planner算法探索体积至少增加了15.7%.结果表明,本文提出的算法可以有效提高机器人对未知环境的探索体积.

自主越障时关节轮式移动机器人的姿态设定

研究了关节轮式移动机器人自主跨越奇异地形障碍时初始姿态和越障姿态的设定问题 .采用反射控制策略是克服由于地形几何中奇异性变化和参数不确定性所带来规划困难的有效方法 .反射控制的关键是有效的实时环境感知和对感知信息的实时有效响应 ,而实时感知和实时响应的关键是对紧要地形 (眼前 )的感知和相应合理的响应 ,合理设定初始姿态可以使关节轮式移动机器人能够感知“眼前”地形的奇异变化 ,也就是能够感知四轮载体不包容的地形 ,而正确的越障姿态是关节轮式移动机器人对“眼前”

自主轮式移动机器人CASIA-I的整体设计

详细介绍了我们自行设计、研制的一种室内移动机器人CASIA-I,及其移动机构、电子系统和基于智能体(Agent)的混合型体系结构。该平台良好的开放性、可扩展性和稳定性,为用户的二次开发提供了保证。

自主移动机器人室内定位方法研究综述

自主移动机器人的室内定位作为机器人研究领域中最基本的问题已被广泛研究。根据定位技术和传感器的不同,将室内定位方法分为航迹推算定位、地图匹配定位和基于信标定位三类。详细介绍了超声波网络定位系统和基于无线射频识别(RFID)的定位方法。对几种基于概率的定位算法做了分析和对比,并对自主移动机器人室内定位方法的研究方向做了展望。

自主轮式移动机器人纵横向目标路径规划仿真

对自主轮式移动机器人纵横两个方向路径进行规划,能够解决机器人单向路径规划弊端,提高执行搜索任务效率。对移动机器人纵横向目标路径的规划,需要对移动机器人基本行为进行融合,获取纵横向移动行为权值,完成机器人目标路径规划。传统方法将该问题转换为曲线有限个点生成位置优化问题,对问题进行求解,但忽略了对移动行为权值的获取,导致规划精度偏低。提出一种基于粒子群优化的自主轮式移动机器人纵横向目标路径规划方法。构建自主轮式移动机器人运动模型和障碍物拓展模型,利用二维笛卡尔栅格描述当前机器人所处环境,对移动机器人纵横向目标路径规划过程中的基本行为进行融合,依据传感器采集的实时环境信息获取移动行为的权值。实验结果表明,所提方法可以快速解决障碍物环境下自主轮式移动机器人横纵两个方向目标路径规划问题,且有效缩短了目标路径规划时间。

室内自主式移动机器人定位方法

定位是确定机器人在其工作环境中所处位置的过程。应用各种传感器感知信息实现可靠的定位是自主式移动机器人最基本、也是最重要的一项功能之一。本文对室内自主式移动机器人的定位技术进行了综述,介绍了当前自主式移动机器人定位方法的研究现状。同时,对国内外具有典型性的研究方法进行了较详细的介绍,并重点提出了几种室内自主式移动机器人通用的定位方法,对其中的地图构造、位姿估计方法进行了详细介绍。最后,论述了自主式移动机器人定位系统与地图构造中所面临的主要问题及其解决方法并指出了该领域今后的研究方向。

室内自主式移动机器人定位方法研究

定位是确定机器人在其工作环境中所处位置的过程。本文对室内自主式移动机器人的定位技术进行了研究。论述了自主式移动机器人定位系统与地图构造中所面临的主要问题及其解决方法并指出了该领域今后的发展方向。

室内自主式移动机器人定位方法研究

定位是确定机器人在其工作环境中所处位置的过程。应用各种传感器感知信息实现可靠的定位是自主式移动机器人最基本、也是最重要的一项功能之一。本文对室内自主式移动机器人的定位技术进行了综述,介绍了当前自主式移动机器人定位方法的研究现状。同时,对国内外具有典型性的研究方法进行了较详细的介绍,并重点提出了几种室内自主式移动机器人通用的定位方法,对其中的地图构造、位姿估计方法进行了详细介绍。最后,论述了自主式移动机器人定位系统与地图构造中所面临的主要问题及其解决方法并指出了该领域今后的研究方向。

轮式移动机器人航向跟踪预估控制算法

本文提出了一种轮式移动机器人航向跟踪预估控制算法 ,航向预估量根据机器人前轮偏角和纵向速度实时得出 ,预估量与机器人实际航向之和作为控制反馈航向 .仿真和实验时用 PID控制器和航向预估算法结合进行航向跟踪 ,结果表明该算法与常规 PID算法相比 ,对机器人纵向速度适应范围较宽 ,能有效地改善控制器的动态特性 ,表现出了较好的自适应能力 .

室内移动机器人自主导航系统设计与方法

随着科技的不断进步,人们在日常生活中随处可见室内服务型机器人,最为典型的就是扫地机器人。但是这些机器人大多使用激光雷达导航方式,不利于普及,而且生产成本较高。另外,国内研发的移动机器人,一般没有完整的导航系统,大大降低了其使用价值。基于此,笔者通过对机器人导航技术进行研究,针对室内移动机器人自主导航的要求,设计了一套基于激光雷达的全方位导航系统。

配置机械手的轮式移动机器人目标物体跟踪与抓取

针对配置机械手的室内轮式移动机器人目标物体识别、跟踪和抓取问题,采用一种目标物体识别和机器人定位的方法,利用一种基于模糊控制的轮式移动机器人视觉伺服跟踪控制的方法。针对机器人目标识别跟踪及抓取过程中受环境条件变化的影响,采用HSI颜色模型和基于阈值的区域分割的图像处理方法可以完成目标颜色物体的快速准确识别。基于云台摄像机角度信息的机器人小车目标定位方法和模糊控制理论,设计了模糊跟踪控制器,使机器人输出合适的线速度和角速度,能够实现机器人目标跟踪,使移动机器人趋近目标物体位置,并完成机械手目标物体抓取任务。仿真和实时实验结果表明:所设计的系统具有良好的目标物体识别、跟踪和准确抓取目标的能力。

面向室内移动机器人的无迹滤波实时导航方法

根据轮式移动机器人室内自主漫游的目标要求和约束条件,提出了一种新的实时导航策略,利用UKF(un-scented Kalman filter)算法对置顶相机和里程计获取的移动机器人位姿信息进行在线滤波,为实现移动机器人的室内自主漫游控制进行实时导航定位.实验结果表明,提出的导航策略和实现算法满足实时性要求,具有较高的精度,可为进一步的实际应用提供参考.

基于ROS的室内全向移动机器人开发

按照机械结构设计、移动底盘制作、PCB电路板绘制焊接、STM32嵌入式程序编写的流程,设计和制作了基于麦克纳姆轮的室内全向移动机器人。结合工控机搭载的开源机器人操作系统(ROS),实现了低成本、高性能的室内移动机器人SLAM地图构建及自主定位功能,优化了导航方案。通过运用物联网技术,客户端使用Wi-Fi连接机器人,可远程查看地图构建、定位与导航的实时情况,并发送运动指令,实现人机交互。ROS的分布式框架分为决策层、应用层和执行层,层次间明确分工,通信便利,有利于控制系统的移植和维护。室内实验结果表明该机器人的机器结构设计合理,ROS保证了整个控制系统的可靠性和高效性。

基于改进EKF的室内机器人充电站自主定位方法研究

针对智能机器人自主寻找充电站充电时对充电站位置的定位和自定位问题,采用红外定位模块与里程计定位信息进行数据融合,分析并建立了两轮驱动室内移动机器人的运动模型与观测模型,利用有限差分线性化方法和小循环迭代结构改进了扩展卡尔曼滤波方法,一方面提高了机器人对目标充电站定位和自身定位的精度,同时减小了因增加计算量而造成的时间损失。仿真实验证明,采用改进方法可使机器人的自定位误差均方差减小约20%,对充电站位置定位的误差控制在约4 cm。

自主移动药品配送机器人的设计与仿真

提出了一种用于在医院内提供药品配送服务的轮式自主移动机器人的设计方案,该药品配送机器人具有全向移动的能力。基于机器人操作系统ROS(robot operating system),设计了药品配送机器人的机械结构和软硬件控制系统。控制系统采用同步定位与建图(simultaneous localization and mapping,SLAM)技术,具有运行模式选择、多点配送等功能。基于Qt开发了远程控制客户端,可在局域网内远程控制药品配送机器人。最后基于Webots进行仿真实验,结果表明该药品配送机器人可以在仿真环境中完成建图、路径规划和自主导航任务。

轮式机器人的室内多融合精准定位技术

本文针对室内移动机器人要求精准定位的应用需求,在实验分析激光雷达定位优势的基础上,研究其与惯性传感器融合的定位方法。对基于粒子滤波的SLAM定位算法进行研究,分析其实现原理、推导其实现过程。利用树莓派和STM32构建的实验平台,对改进算法的构图和定位效果进行验证。具体实验结果表明多设备融合定位更加精确,构建的地图边界平滑。

基于Kinect传感器的机器人室内环境检测方法

针对移动机器人室内环境检测问题,提出了一种基于Kinect传感器的目标物体检测方法.利用Kinect传感器采集的视频图像和深度数据来实现对机器人工作环境中已知特征目标物体和完全未知目标物体的检测及定位.对于已知特征目标通过颜色特征分析来完成检测,而对于完全未知的物体则通过深度地面消除算法和提取深度图像的轮廓来进行检测.利用传感器成像模型对检测出的目标区域进行三维空间定位,从而获取目标物相对于机器人的空间位置信息.基于移动机器人平台进行实验,结果表明,该方法能够有效地实现室内环境信息的检测及定位.