基于三次B样条的移动机器人实时轨迹规划研究

基于B样条曲线生成的轨迹曲线具有几何不变性和连续性等优点,被广泛应用于数控机床设备或机器人的轨迹规划算法中,然而传统的轨迹规划基本上是在离线的情况下进行的,即所有的型值点已知,或者控制点已知,然而这种方法很难运用到移动机器人的轨迹规划中,此外如果简单地将B样条轨迹规划方法应用于移动机器人的轨迹规划,即通过给定控制点,进行插补生成一条新的轨迹曲线,但是这种方法通常不会经过所有的控制点,这样会导致实际运行路径与规划的路径有偏差,提出了一种基于三次B样条的移动机器人实时轨迹规划算法,在移动机器人的运动过程中能够实时生成插补点,不需要预先输入所有轨迹点(型值点),并利用反求控制点算法保证机器人能够经过所有的(型值点),从而保证机器人既能经过所有预先规定的点又能保证机器人运行的连续性和平稳性,通过仿真验证了其有效性。

深海起重机系统的实时轨迹规划方法

近年来,随着海洋资源的不断开发与海洋工程的全球化推进,深海起重机得到了广泛应用,其控制问题也引起研究人员的极大关注.在深海作业环境中,由于吊运过程受到水流作用力的影响,负载摆动幅度增大,系统状态量间非线性耦合关系增强,使系统控制难度加大.为此,本文针对深海起重机系统提出了一种实时轨迹规划方法.具体而言,通过分析系统动力学特性和状态变量之间复杂的耦合关系,提出了一种实时规划轨迹的方法,并从理论上证明了该方法可在使台车准确快速到达指定位置的同时,有效抑制负载摆动.最后,一系列仿真结果证明了所提方法的良好性能.

基于自运动的冗余机械臂实时避障轨迹规划

本文提出一种利用冗余机械臂自运动特性,在障碍物与机械臂之间建立虚拟排斥速度场实现冗余机械臂避障的实时轨迹规划算法。首先,采用改进梯度投影法,快速计算出实现末端执行器主运动的最小范数解,同时在障碍物周围建立虚拟排斥速度场,将冗余机械臂从与障碍物最近的虚拟排斥速度作用点处分成2段并联机械臂,对拆分后的2段非冗余机械臂,快速求解出由虚拟排斥速度引起的各关节角速度分量,进一步向零空间投影求解出冗余机械臂自运动的避障角速度分量,最终实现冗余机械臂的实时避障轨迹规划。

一种智能对手飞机航迹实时规划方法

人在环路的空战仿真训练系统中,智能对手飞机需要根据当前系统中的态势进行实时规划,快速构成有利的攻击态势,体现出智能对手飞机的"聪明"性,飞行员通过和"聪明"的对手进行对抗训练,可以提升自己的战术素养,以当前态势中对敌方的探测概率为代价函数,采用改进型A*算法,探索智能对手飞机的下一步航向角和俯仰角的变化,得到智能对手的下1个仿真步长的位置和姿态。通过1组实际的飞行数据为样本数据,验证了该方法的可行性,算法效率高,能够满足实时性较强的空战仿真需求。

基于阻抗控制的空间机械臂接触控制与轨迹规划技术

通过给定的期望点位置和速度,设计具有加速度导数连续的实时路径规划,使机械臂在自由空间能够快速平稳地操作;基于力矩传感器反馈,通过笛卡儿阻抗控制将机械臂设计为一个整体的笛卡儿力感知系统,并模拟人手运动建立具有实时力反馈的路径规划,使机械臂在接触环境下既避免碰撞损伤又能完成操作任务。实验证明,基于力伺服的路径规划和笛卡儿阻抗控制可以实现机械臂在自由环境和接触环境下的安全操作。