基于模型的巡线机器人无碰避障方法研究

结合课题组所设计的巡线机器人,利用线路环境结构化的特点,通过霍尔接近传感器精确定位障碍物与机器人之间的位姿关系,采用D-H法构建巡线机器人运动学模型,将障碍物固连一个空间坐标系,最终可在与定位点固连的机器人基坐标系中空间重构障碍物及机器人越障手臂.在机器人越障手臂与障碍物空间位姿关系可测的情况下,并考虑到机器人越障时间短为实际需要,规划一条最短无碰越障路径.最后通过实验验证了基于模型的无碰避障的有效性.

输电线路跨越式巡检机器人越障运动优化

输电线路巡检机器人越障是巡检过程的重难点之一,针对此问题分析了巡检机器人跨越式通过障碍物时的运动规划,采用五次多项式对关节空间路径点进行插值生成运动轨迹,基于运动学和动力学建立了面向时间与能耗的越障优化模型,指出了机器人无碰避障的运动条件。为平衡全局搜索能力与局部搜索能力,避免算法陷入局部最优,通过自适应调整记忆项惯性权重,对传统粒子群算法进行改进,迭代寻优求解目标函数。仿真结果表明,该方法能有效平衡越障时间与能耗,规划轨迹满足机器人的无碰避障运动条件。