基于激光雷达的自主机器人移动路径跟踪方法

为了避免机器人移动时出现轨迹偏离以及障碍物碰撞等问题,提出一种基于激光雷达的自主机器人移动路径跟踪方法。通过激光雷达技术对自主机器人活动范围展开雷达监测,实时获取高精度的环境轮廓信息,基于获取的信息完成机器人移动SLAM图的构建。使用PRM算法对环境内移动路径展开规划,根据规划结果使用纯追踪算法确定移动路径跟踪控制方程,引入跟踪轨迹调节系数优化方程,实现自主机器人移动路径跟踪。实验结果表明,利用上述方法开展机器人移动路径跟踪时,机器人移动速度、转向角与目标之间的差距较小,说明其跟踪精度高,性能好。

机器人移动路径跟踪与实时避障方法

针对机器人测距精度低、跟踪误差大等问题,提出机器人移动路径跟踪与实时避障方法。采用扩展卡尔曼滤波算法,匹配激光传感数据与机器人周边环境特征,融合激光测距数据和人工路标,连续更新机器人位置,实现机器人移动路径跟踪;基于所获取的环境信息,采用自适应阈值法,通过阈值求可行方向,选取最大阈值所对应的方向作为机器人的参考行驶方向,并确定线速度控制律。实验结果显示方法可有效实现固定障碍与运动障碍条件下的路径跟踪与避障目的。

移动机器人路径跟踪的智能预瞄控制方法研究

本文首先介绍了移动机器人的基本硬件组成 ,然后模仿人工预瞄驾驶行为 ,提出了一种移动机器人路径跟踪的智能预瞄控制方法 ,并介绍了智能预瞄控制器的原理、结构及其设计过程 .试验表明 :本文提出的控制方法可保证机器人准确地沿各种参考路径行走 ,且具有良好的鲁棒性 .具有运动避障功能的移动机器人控制系统正在研究过程中 .

非完整移动机器人人全全局路径跟踪控制

根据制导路径跟踪理论,提出了一种非完整移动机器人全局路径跟踪控制方法.这一方法首先在路径坐标系上计算实际位置与期望位置的误差,利用制导的路径跟踪理论,导出消除该误差所需的姿态角和路径参数更新律,然后据此求解角速度及实际控制.文中还给出了初始路径参考点的计算方法,分析了路径跟踪方向和反转方法.稳定性分析证明该方法没有控制奇异点,受控闭环系统全局一致渐近稳定.最后通过移动机器人典型路径跟踪实验验证了所提出方法的可行性.

非时间参考的移动机器人路径跟踪控制

基于非时间参考的思想提出了一种移动机器人路径跟踪控制方法 .首先选择移动机器人实际路径在某参考系下的x轴投影作为非时间参考量 ,并针对一类几何路径的跟踪建立移动机器人非时间参考的运动学模型 ,据此设计以恒定速度跟踪期望路径的控制律 ,然后在此基础上给出跟踪任意几何路径的分段控制策略 .此跟踪控制系统所采用的参考量为非时间量 ,摆脱了时间因素的影响 ,因此能提高移动机器人在不确定环境中的跟踪能力 .

基于神经网络反步法的移动机器人路径跟踪控制

为实现非完整轮式机器人的路径跟踪控制,设计基于反馈增益的反步法控制器,通过控制器参数设计消除了机器人动态误差模型中的部分非线性项,采用神经网络对模型不确定项进行补偿,并利用自适应鲁棒控制器在线补偿神经网络的估计误差,优化了神经网络的学习性能。仿真结果表明:设计的控制器参数易于调节,可实现轮式移动机器人对任意曲线路径的精确跟踪。

双差速驱动移动机器人路径跟踪混合控制律研究

针对双差速驱动移动机器人的路径跟踪问题,建立了双输入-双输出的非线性运动学模型并进行了输入-输出线性化,分析了冗余运动约束的速度协同条件,提出了一种融合偏差智能转化评价函数法和指数稳定控制的混合控制律。评价函数法可针对不同的偏差状态智能选择合适的控制量以将其转化到指数稳定控制的适用范围,再通过指数稳定控制实现姿态角偏差和距离偏差向零的同步收敛。数字仿真和实验测试结果表明,该混合控制律可平滑转化偏差状态、同步消除位姿偏差,使移动机器人精确、稳定地跟踪直线和圆弧导引路径。

基于滚动时域优化的轮式移动机器人路径跟踪问题研究（英文）

轮式移动机器人是典型的非完整约束系统.本文基于滚动时域控制策略研究轮式移动机器人的路径跟踪问题.为了既能够保证移动机器人渐近收敛到期望轨迹,又能够保证在线求解的优化问题的滚动可行性,参考轨迹被选为优化问题中的终端等式约束.仿真结果验证了所提出的控制策略的有效性.

移动小车的路径跟踪与镇定

本文讨论受非完整约束限制的移动小车的几何路径跟踪与镇定问题，给出了小车以恒定速度跟踪任意期望几何路径的控制律，证明了小车的实际运动路径渐近收敛于期望的路径（即小车的位置趋于期望路径，其速度方向趋于期望路径的切线方向）．文中还讨论了小车的镇定问题，给出了小车从任意初始位置和姿态到达另一位置和姿态的控制方案，最后给出了仿真结果．

非完整移动机器人路径跟踪的模糊控制

以步进电机驱动的差动式移动机器人为对象,建立非完整约束的离散运动学模型.基于参数整定的思想,并结合路径跟踪的特点来设计用于非完整移动机器人路径跟踪的分阶段模糊控制器,在跟踪的趋近和稳定阶段,分别采用了不同的模糊化比例因子和解模糊比例因子.仿真和实验表明,移动机器人采用分阶段模糊控制器对路径进行跟踪,响应速度快,稳态误差小,鲁棒性强.

离轴式带拖车移动机器人的路径跟踪控制

研究了离轴式拖车移动机器人系统任意一节车体的几何路径跟踪问题.首先推导出系统的时间-状态线性化模型并证明了系统的能控性;然后应用内模原理设计了线性动态反馈控制律,该控制律可以保证路径跟踪误差有界和最终一致有界,且最终一致界正比于期望路径函数变化率的立方.仿真结果证实了控制律的有效性.

基于动态滑模控制的移动机器人路径跟踪

文章研究了室内环境下基于彩色视觉的移动机器人路径跟踪问题,利用颜色信息提取路径,简化了图像的特征提取;拟合路径参数时引入RANSAC方法,以提高算法的可靠性;在移动机器人非线性运动学模型的基础上,设计了一阶动态滑模控制器,并通过仿真验证了控制器的有效性。

基于彩色视觉和模糊控制的移动机器人路径跟踪

利用颜色信息提取路径 ,简化了图像的特征提取 ,提高了路径提取的鲁棒性 ,采用模糊控制策略避免了传统控制的复杂建模过程 ,使该路径跟踪系统适用于高度非线性和不确定性的环境 ,并对影响跟踪系统性能的因素进行了分析 ,对视觉感知系统的滞后进行了修正。该路径跟踪方法已成功地应用于 HEBUT- 1型移动机器人上。

基于PID控制的移动机器人路径跟踪

为了提高移动机器人的路径跟踪精度,提出一种基于PID控制的移动机器人的路径跟踪算法。首先建立机器人的运动学模型,并构建其运动控制系统,然后设计基于PID控制的移动机器人控制系统,并通过遗传算法对PID控制器的参数进行整定,提高系统稳态性和动态适应性能,最后采用Matlab 2012R测试移动机器人的路径跟踪效果。结果表明,本文算法可以得到实际理想路径十分相近的路径,获得了较高精度的路径跟踪结果,有助于机器人完成实际的导航任务。

基于模糊控制的移动机器人路径跟踪

建立了履带式移动机器人的数学模型.模仿人工驾驶过程中的预瞄行为,提出了一种移动机器人路径跟踪的模糊控制方法.用距离误差和预瞄角度误差作为控制量建立角速度控制器,实现对匀速行驶移动机器人的路径跟踪控制.LabVIEW仿真结果表明,提出的模糊控制方法能够保证移动机器人快速、准确的沿规划路径行驶,具有良好的鲁棒性.

基于模糊逻辑控制技术的移动机器人路径跟踪中的偏差纠正

本文在分析移动机器人在路径跟踪中所产生的３种误差之间关系的基础上，提出了基于两个模糊子控制器的移动机器人路径跟踪纠偏的新方法．该方法简化了移动机器人的纠偏控制过程，改善了控制算法的实时性，提高了移动机器人的路径跟踪精度．

基于Backstepping方法的移动机器人路径跟踪问题研究

针对轮式移动机器人的路径跟踪问题以及其非完整特性,引入一种新的虚拟反馈量,使用反演法设计了路径跟踪控制器。首先通过移动机器人的运动学模型得出其运动学位姿误差微分方程,然后基于Backstepping(逐步后推)方法设计控制器,通过构造的Lyapunov函数证明了所设计的控制器的稳定性;最后用Matlab进行仿真以及SM35机器人进行实验,结果表明,所设计的控制器能使移动机器人以任意小的误差跟踪任意给定的参考路径。

给定速度需求的移动机器人路径跟踪控制与实验

针对轮式移动机器人给定速度需求的非连续路径跟踪控制问题,将其转换为满足速度约束的轨迹规划和轨迹跟踪控制。首先,针对给定速度需求的路径跟踪问题,以运行时间和能量为优化目标,给定的路径和速度为约束条件,采用五次Bezier样条方法优化得到了满足需求的连续光滑轨迹。其次,利用轮式移动人系统的微分平坦特性,采用微分平坦方法设计前馈控制器;然后,将轮式移动机器人运动学模型在前馈控制的平衡点处进行一阶泰勒展开,得到了线性时变的误差模型,并通过定义新的状态变量,设计了具有Lyapunov稳定性的误差反馈控制器。结合前馈控制和反馈控制得到了二自由度轨迹跟踪控制器。同时将泰勒展开的高阶项考虑为有界的扰动输入,在输入到状态稳定性框架下证明了控制系统的鲁棒稳定性;最后,通过Pioneer 3-dx轮式移动机器人进行了实验验证,实验结果表明,提出的算法能够满足给定速度需求的非连续路径的跟踪控制需求。

动态环境下移动机器人路径跟踪与避障

采用模糊神经网络并结合模糊逻辑控制的方法,研究在动态环境下移动机器人的在线路径跟踪与实时避障问题。针对移动机器人的运动学模型,依据点与直线间的距离关系设计了移动机器人的路径跟踪算法,提出了一种基于模糊神经网络的移动机器人在线路径跟踪方案,采用改进的BP算法对网络进行学习与训练,利用梯度下降法调整网络的权值与阈值,使其实际输出与期望输出的误差总均方差最小。同时,运用模糊逻辑控制,实现了移动机器人的实时避障。仿真实例证实了控制方案的有效性,表明了所提出的跟踪算法与控制方案具有良好的动态路径跟踪与实时避障能力。

两种连接形式的拖挂式移动机器人路径跟踪控制

拖挂式移动机器人是一种具有不同连接形式的多车体系统.本文对标准连接和非标准连接的拖挂式机器人,研究了前向和倒车路径的跟踪控制.首先,建立系统的运动学模型并进行运动特性分析:其次,基于Lyapunov方法提出一种与期望路径具有一致运动方向的单体机器人全局路径跟踪控制器;然后将其引入到两种拖挂式机器人的前向跟踪控制中,并分别通过运动学变换和反演控制实现了两种连接形式下的倒车跟踪控制,从而使多节车体始终保持一致的运动方向。避免了不合理位形的出现.仿真结果表明该方法的有效性.