遥自主移动机器人运动规划与控制技术研究

来源 :哈尔滨工程大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:focus2316acn
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
近年来,移动机器人已成为机器人技术中一个十分活跃的研究领域,其智能化程度不断得到提高,自主能力也越来越强。然而很多应用领域中,在目前的相关支撑技术水平下,移动机器人还很难具备完全自主的能力,在许多情况下还需要人的参与和协助。为此,在提高机器人智能水平的同时,再把遥操作技术与自主机器人系统相结合,创建一个可以综合集成人的智能和机器人智能为特征的遥自主系统,对增强机器人的适应性和完成操作任务的能力、拓宽机器人的应用范围具有十分重要的意义。本文对面向实际应用的遥自主移动机器人的运动规划与控制相关技术进行了研究。首先,对遥自主移动机器人的控制体系结构进行分析和探讨,设计了一种基于人机协同的三层递阶式控制系统结构。该结构采用了慎思与反应相结合的控制策略,并与遥操作系统中的上层——监控协助层相结合,通过遥操作系统的人机交互和人机协同机制,操作人员可以参与到机器人的控制过程中去,实现人的智能和机器人智能的融合。其次,把智能移动机器人和全景视觉相结合,设计了基于全景视觉远程现实的移动机器人遥操作系统。在远程现实的界面图像稳定中,建立了一种快速、鲁棒的图像运动估计和补偿方法;把增强现实技术应用到基于远程现实的遥操作中,以提高人机交互能力和克服通讯时延的影响。再次,针对未知环境下遥自主移动机器人的实时运动规划问题,在局部环境建模的基础上提出了一种人机协同的运动规划与控制方法。该方法把轨迹规划和跟踪控制合并在一起,设计了速度控制律;采用动态自适应规划窗口,克服了固定窗口过小或过大时对环境适应性差的缺点;针对滚动窗口法在复杂环境中容易陷人死锁或振荡的缺点,设计了有效的沿墙行走行为。仿真结果表明,该方法具有很好的环境适应性和避障能力,获得了较好的安全性和可达性,但是对运动障碍物的动态避碰不够理想。为此,针对机器人的动态避碰问题,采用速度障碍法的思想,并制定了相应的改进措施,在速度变化空间中,基于行为动力学原理和多步可达动态窗口,设计了新的优化目标函数,进行机器人的动态避碰规划。通过仿真实验,验证了上述方法的可行性和优越性。最后,在给出全局路径下,对移动机器人的路径跟踪控制进行研究。设计了模拟人工驾驶的模糊控制器,并采用位.姿交替控制的方法,对路径点进行跟踪。仿真实验结果表明该方法是有效的,能够实现对给定路径进行快速、准确的跟踪。
其他文献
公序良俗是一种法律原则,这一法律原则的基础为自然理性。为进一步探究公序良俗原则在中国近代民法转型中的价值,本文首先就公序良俗原则做了简要探究,其次重点分析了公序良
讨论了三维窝状织物的组织结构特点,对织物的截面形状、层间联接方法、织机工艺也做了分析。
有机物的性质能反映结构,从乙酸的性质入手,通过创意实验探究其结构,从而认识乙酸的官能团——羧基,以达到从结构角度深入认识乙酸的目的。研究表明,探究式创意实验教学设计可以有效促进学生创造力的发展。本研究在探究教学理论和创意教学理论的基础上,结合实验教学的要素和学生认知发展的实际情况,确定了以探究式创意实验教学模式培养学生的创新力的教学设计,并以乙酸为内容开发了相应的教学设计案例。本研究首先梳理与述评
阐述了氧化铜矿选矿工艺及药剂制度,针对某硫氧混合型铜矿泥含量大、氧化率高、共生关系复杂的特点,进行了不同方案对比试验,最终确定采用硫氧异步浮选工艺,获得的浮选指标为
采用室内模拟的方法,研究了不同含量石油污染条件下土壤容重、孔隙度、含水率和渗透性能的变化。结果表明,土壤中低含量的石油污染物对容重和孔隙度的影响不显著,当土壤中石油污
天人合一是贯穿于中国传统文化发展历程的生态和伦理范畴,也是古代精神文化所追求的至高境界,其所蕴含的基本生态理念包括:人与自然在农业实践中的同源性、自然生态律的至上
起草领导讲话是文秘人员的重要工作内容之一,写出高水平的讲话材料、充分发挥以文辅政的作用,是对文秘人员基本素质、能力的要求与考验。一篇高质量的讲话材料,必须要努力做
目的调查分析崇明地区患肺癌的危险因素,为预防决策的制定提供依据。方法收集2005—2011年确诊为原发性肺癌的112例崇明男性住院患者,选取年龄相仿健康人群做对照组,筛选肺癌主
随着现代社会老龄化速度加快,亚健康和慢性病人群比例逐步升高,这些严重制约着和谐社会的实现和人们生活质量的提高.但是传统的医疗资源存在城乡分布不均、优劣混杂等等各种