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基于多智能体强化学习的AMR协作任务分配方法
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作者 张富强 张焱锐 +1 位作者 丁凯 常丰田 《郑州大学学报(工学版)》 北大核心 2025年第3期26-33,共8页
为了解决AMR在柔性生产中运输任务的自主分配难题,采用一种基于改进多智能体强化学习算法的多智能体深度确定性策略梯度算法(MADDPG)。首先,引入注意力机制对算法进行改进,采用中心化训练分散式执行的框架,并对AMR的动作及状态进行设置... 为了解决AMR在柔性生产中运输任务的自主分配难题,采用一种基于改进多智能体强化学习算法的多智能体深度确定性策略梯度算法(MADDPG)。首先,引入注意力机制对算法进行改进,采用中心化训练分散式执行的框架,并对AMR的动作及状态进行设置;其次,根据奖励值的大小确定任务节点的覆盖程度以及任务的完成效果;最后,在Pycharm上进行仿真,结果表明:MADDPG算法的平均奖励值较其他算法增幅为3,训练次数减少了300次,在保证求解任务分配完成度的基础上,具有更快的学习速度和更稳定的收敛过程。 展开更多
关键词 自主移动机器人 多智能体 强化学习 协作 任务分配
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A Real-Time Near Optimal Trajectory Planning and Control Scheme for Autonomous Wheelchair Evacuation Tasks
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作者 Kaiyuan Chen Runda Zhang +3 位作者 Miao Wang Yiran Wang Huatang Zeng Wannian Liang 《Journal of Beijing Institute of Technology》 EI CAS 2024年第6期481-492,共12页
Motion planning and control of autonomous mobile robots(AMRs)have attracted widespread attention in recent years.As the problem of aging intensifies,it is significant to develop AMRs for the wellbeing of old people.In... Motion planning and control of autonomous mobile robots(AMRs)have attracted widespread attention in recent years.As the problem of aging intensifies,it is significant to develop AMRs for the wellbeing of old people.In this paper,a novel long short-term memory(LSTM)-recurrent deep neural network(RDNN)based motion planning and control strategy with data aggregation mechanism is developed for autonomous wheelchairs(AWC)to send the seniors to the exit of the nursing home in a timely manner when emergencies happen.The proposed scheme is verified to be feasible,efficient and robust. 展开更多
关键词 trajectory optimization autonomous mobile robots(amrs) recurrent deep neural net-work(RDNN) long short-term memory(LSTM)
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大尺度复杂构件群体机器人协同并行制造系统集成的关键技术 被引量:1
3
作者 王哲 丰飞 郭峰 《航空制造技术》 北大核心 2025年第4期53-66,共14页
以航空、航天、航海及轨道交通等领域大尺度复杂构件的高效、高质量加工需求为导向,探究基于群体机器人集群化并行制造系统的大构件多移动机器人协同制造系统的关键技术。围绕典型大尺度构件的加工工艺需求,基于移动测量机器人、移动加... 以航空、航天、航海及轨道交通等领域大尺度复杂构件的高效、高质量加工需求为导向,探究基于群体机器人集群化并行制造系统的大构件多移动机器人协同制造系统的关键技术。围绕典型大尺度构件的加工工艺需求,基于移动测量机器人、移动加工机器人和移动装配机器人等多种类、多形式移动机器人的设计和研制,提出基于多移动机器人协同并行制造方案、大构件机器人化加工机器人本体设计方案、多模态协作机器人感知与测量方案、多机器人协同的加工机器人本体控制器及群体加工机器人系统控制方案。阐述多群体机器人移动加工的机器人控制策略与方案,针对加工机器人群体协同并行加工方法、大构件测量与群体机器人协同控制等关键技术,不但从本体研发、控制器等方面探究了国产工业机器人性能提升与优化的方法,也力图为后续航空航天等领域的大构件加工拓展工作思路。 展开更多
关键词 大尺度构件 自主移动机器人 群体机器人 自主控制 多机器人协同并行制造
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融合多尺度前沿边界信息的移动机器人自主探索方法
4
作者 吴兰 李嘉琦 闫晶晶 《中国惯性技术学报》 北大核心 2025年第2期147-154,共8页
针对移动机器人在多障碍未知环境自主探索时,存在导航目标点选择盲目的问题,提出一种融合多尺度前沿边界信息的移动机器人自主探索方法。首先,对原始代价地图进行一次卷积处理,得到区域型代价地图。其次,利用聚类算法得到边界簇密度替... 针对移动机器人在多障碍未知环境自主探索时,存在导航目标点选择盲目的问题,提出一种融合多尺度前沿边界信息的移动机器人自主探索方法。首先,对原始代价地图进行一次卷积处理,得到区域型代价地图。其次,利用聚类算法得到边界簇密度替代原始算法以反映前沿边界数量。再次,引入Fast特征提取以及孤立随机森林算法,将前沿边界的信息增益以及全局离群边界加入到评估中。最后,将多尺度边界信息进行归一化处理,重构价值评估函数,实时更新最优导航目标点。通过仿真与实机验证,所提算法相较于原始算法在时间上平均缩短了19.7%、路径长度平均缩短16.2%,且在复杂环境下提升更加明显,表明所提算法提高了自主搜索的效率。 展开更多
关键词 移动机器人 自主探索 区域代价地图 多尺度边界信息
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基于三维正态分布变换改进算法的移动机器人实时定位
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作者 赵卫东 吕红兵 +1 位作者 刘立磊 周大昌 《安徽工业大学学报(自然科学版)》 2025年第1期46-53,共8页
针对点云配准三维正态分布变换(3D-NDT)在未确定初始位姿情况下配准精度较低、配准时间较长,无法满足移动机器人实时定位要求,提出1种改进的3D-NDT点云配准融合算法。在原始点云的降采样过程中,使用源点云中的点替代计算得到的重心,降... 针对点云配准三维正态分布变换(3D-NDT)在未确定初始位姿情况下配准精度较低、配准时间较长,无法满足移动机器人实时定位要求,提出1种改进的3D-NDT点云配准融合算法。在原始点云的降采样过程中,使用源点云中的点替代计算得到的重心,降低算法运算量并保留点云的特征信息;通过引入信赖半径动态调节迭代步长,提高降采样后的精度和点云配准速度;通过融合三维激光点云数据与9轴惯性测量单元(IMU)数据,解决2组点云数据位姿差异过大无法收敛或进入局部极值的问题。采用实验室自搭建的移动机器人平台对改进的3D-NDT算法进行仿真实验,验证改进算法实时定位的可靠性和准确度。结果表明:与传统3D-NDT算法相比,改进3D-NDT算法在室外和室内环境下的匹配精度分别提升106%,108%,匹配成功率分别提升8.29%,6.35%,平均匹配耗时分别降低51.1%,47.9%,移动机器人实时定位的配准精度得到较大提升,单次配准时间也大幅降低,改进的3D-NDT算法可满足移动机器人实时定位的需求。 展开更多
关键词 正态分布变换 点云数据 点云配准 惯性测量单元(IMU) 数据融合 动态信赖半径 自主定位 移动机器人
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室内环境下改进的混合路径规划算法 被引量:1
6
作者 徐淑萍 杨定哲 +1 位作者 闫索遥 杨帆 《西安工业大学学报》 CAS 2024年第2期232-243,共12页
为了解决室内非结构化复杂环境下的机器人在路径规划时常常出现目标点不可达、规划过程产生折角偏移、规划过程无法及时规避动态障碍物等问题,提出一种改进的混合室内路径规划算法。该算法将改进的全局路径规划与改进的局部路径规划算... 为了解决室内非结构化复杂环境下的机器人在路径规划时常常出现目标点不可达、规划过程产生折角偏移、规划过程无法及时规避动态障碍物等问题,提出一种改进的混合室内路径规划算法。该算法将改进的全局路径规划与改进的局部路径规划算法相融合。首先,优化传统A-Star算法的启发因子,减少搜索范围和节点,再通过角平分线切点法对传统A-Star算法进行平滑处理。其次,综合路径与环境信息,采用改进的人工势场算法进行局部路径规划,通过修正斥力场参数来解决目标点不可达问题,同时构造了动态的势力场函数,使其具备决解决动态障碍物的能力。最后,对混合算法进行实际环境的路径规划实验,比起传统的混合算法文中提出的混合算法在路径规划长度上减少11.4%,运行时间减少11.1%,少经过34个冗余节点,结果表明该融合算法可以有效解决室内非结构化复杂的路径规划问题。 展开更多
关键词 移动机器人 路径规划技术 A-STAR算法 人工势场算法 自主避障 计算机控制
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激光SLAM技术下移动机器人自主导航优化研究 被引量:2
7
作者 金凯乐 李发元 杨婷 《激光杂志》 CAS 北大核心 2024年第5期20-24,共5页
在进行自主导航时,移动机器人躲避障碍物的能力较差,使得完成任务需要的时间较长。为此,提出一种激光SLAM技术下移动机器人自主导航优化方法。利用图优化理论,获取全部位姿拓展节点对应的子节点,通过闭环检测,计算误差最小的位姿,根据SP... 在进行自主导航时,移动机器人躲避障碍物的能力较差,使得完成任务需要的时间较长。为此,提出一种激光SLAM技术下移动机器人自主导航优化方法。利用图优化理论,获取全部位姿拓展节点对应的子节点,通过闭环检测,计算误差最小的位姿,根据SPA算法更新位姿,完成移动机器人的位姿估计。利用激光SLAM技术,输出优化后移动机器人位姿,使用A*算法,得到最优通行路径,引入DWA算法展开轨迹计算,实现移动机器人自主导航优化。实验结果表明,所提方法能够准确估计移动机器人位姿,在自主导航优化后,移动机器人自主导航路径长度仅为1 900 mm,转角次数仅为2次,运行周期仅为190次,平均速度高达280 mm/s,具有较好的移动机器人自主导航优化效果。 展开更多
关键词 位姿估计 激光SLAM技术 移动机器人 自主导航优化
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一种未知环境下移动机器人自主导航方法 被引量:5
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作者 徐建华 吴晓晖 +1 位作者 张嘉轩 张钰荣 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第3期250-257,共8页
为提高未知环境下移动机器人自主导航性能,提出了一种未知环境下目标驱动的自主导航方法。不依赖实时更新的地图信息,移动机器人直接从激光雷达读数中构建候选目标点,并根据机器人自身位置和终点位置从候选目标点中选择最优点作为局部... 为提高未知环境下移动机器人自主导航性能,提出了一种未知环境下目标驱动的自主导航方法。不依赖实时更新的地图信息,移动机器人直接从激光雷达读数中构建候选目标点,并根据机器人自身位置和终点位置从候选目标点中选择最优点作为局部目标点。改进的基于深度强化学习的局部规划器从输入信息中直接输出动作信号,实现端到端的控制,使得移动机器人能够快速、安全地到达局部目标点,直至到达终点。实验表明,所提导航方法能够在未知复杂的环境下,可靠且高效地完成导航任务。与最近边界导航方法相比,平均路径长度减少了6.63%,平均运行时间缩短了19.11%,具有成功率高、路径短、速度快等优点。 展开更多
关键词 未知环境 移动机器人 自主导航 深度强化学习
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基于多源信息融合的果园移动机器人自主导航系统研究进展 被引量:1
9
作者 李小明 冯青春 《安徽农业科学》 CAS 2024年第17期17-21,共5页
水果产业是我国农业农村重要的经济支柱之一,当前果园生产管理水平、特别是机械化、信息化水平相对落后。基于多源信息融合的果园移动机器人可实现复杂环境下稳定、高精度的自主导航,为果园移动平台提供了智能、高效的自主导航手段,有... 水果产业是我国农业农村重要的经济支柱之一,当前果园生产管理水平、特别是机械化、信息化水平相对落后。基于多源信息融合的果园移动机器人可实现复杂环境下稳定、高精度的自主导航,为果园移动平台提供了智能、高效的自主导航手段,有力支撑了智慧果园的建设。分析基于多源信息融合的果园移动机器人自主导航系统研究现状,指出研究的关键问题,提出了结合果园实际复杂、多样工况的环境,围绕定位与建图、路径规划与决策控制策略等关键技术,通过多源传感器信息融合策略,实现复杂环境下的自主导航的研究方案。 展开更多
关键词 果园 移动机器人 多源信息融合 自主导航 SLAM
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基于嵌入式高精度激光测距的自主移动机器人避障方法
10
作者 冯志斌 张荣辉 《激光杂志》 北大核心 2024年第12期230-235,共6页
在自主移动机器人工作环境中,障碍物的分布具有较强的随机性,这对于机器人避障的精度和适应性提出了更高的要求。为此,提出基于嵌入式高精度激光测距的自主移动机器人避障方法。首先,利用嵌入式高精度激光测距技术采集环境信息,生成机... 在自主移动机器人工作环境中,障碍物的分布具有较强的随机性,这对于机器人避障的精度和适应性提出了更高的要求。为此,提出基于嵌入式高精度激光测距的自主移动机器人避障方法。首先,利用嵌入式高精度激光测距技术采集环境信息,生成机器人移动环境的栅格地图。然后,通过二次A∗算法规划机器人全局最优路径,并利用动态切点法对最优路径作平滑处理。最后,在机器人沿全局最优路径行进的过程中,采用Morphin算法实时规划局部避障路径,实现自主移动机器人避障。实验结果表明,在复杂静态障碍物环境中,该方法的规划避障路径的耗时更短,耗时均值仅为1.129 s;在动态障碍物环境中,该方法能够成功实现机器人较为平滑的行进和避障,机器人到达终点所用时间约1260 s左右,说明应用该方法的避障效果更理想。 展开更多
关键词 嵌入式技术 高精度激光测距 自主移动机器人 避障路径 A∗算法
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全自主足球机器人系统关键技术综述 被引量:13
11
作者 贾建强 陈卫东 席裕庚 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第z1期45-49,共5页
介绍了全自主机器人足球比赛的发展概况,针对其中的关键技术进行了分析和比较,并指出了目前存在的主要难题及其解决途径,最后对全自主机器人足球未来的发展方向进行了展望.
关键词 移动机器人 多机器人 机器人足球 全自主
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基于超声波传感器的移动机器人避障系统研究 被引量:16
12
作者 任亚楠 贾瑞清 +2 位作者 何金田 刘晓萍 李帅 《中国测试》 CAS 北大核心 2012年第3期76-79,共4页
针对移动机器人移动过程中会遇到各种障碍物并需要合理地避开,以移动机器人为平台,利用超声测距原理,以51单片机为核心设计硬件电路,设计了一种基于超声传感器的移动机器人避障控制系统。利用单片机对超声波传感器采集到的环境信息进行... 针对移动机器人移动过程中会遇到各种障碍物并需要合理地避开,以移动机器人为平台,利用超声测距原理,以51单片机为核心设计硬件电路,设计了一种基于超声传感器的移动机器人避障控制系统。利用单片机对超声波传感器采集到的环境信息进行存储处理,特别是在避障系统控制算法设计基础上引入模糊控制理论,设计模糊控制器,并且利用Matlab软件对模糊控制器进行了仿真验证。 展开更多
关键词 移动机器人 超声波测距 自主避障 模糊控制 MATLAB仿真
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全自主足球机器人的超声波定位避障系统 被引量:19
13
作者 黄庆成 洪炳镕 +3 位作者 Javaid Khurshid 高庆吉 朱莹 阮玉峰 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第9期1077-1079,共3页
为实现全自主足球机器人的定位和避障,介绍了超声波定位避障系统的体系结构,说明了超声波传感器的这种分布应用于足球机器人的必要性及这种结构的优点.针对超声波传感器测量数据变化较大和时常出现粗大误差的特点,引入了剔除不合理数据... 为实现全自主足球机器人的定位和避障,介绍了超声波定位避障系统的体系结构,说明了超声波传感器的这种分布应用于足球机器人的必要性及这种结构的优点.针对超声波传感器测量数据变化较大和时常出现粗大误差的特点,引入了剔除不合理数据后再进行平均的思想,可以明显地提高测量数据的准确性和可靠性.实验数据证明了算法的可行性. 展开更多
关键词 足球机器人 超声波定位 避障系统 体系结构 软件流程
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基于异构双目视觉的全自主足球机器人导航 被引量:21
14
作者 高庆吉 洪炳熔 阮玉峰 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第9期1029-1032,1088,共5页
通过理论分析和实验,论述了全自主足球机器人异构双目视觉协调导航的合理性和有效性,给出了测量目标相对坐标的模型,分析了基于双目协调的足球机器人导航数据融合方法,提出了双目协调导航模型及基于行为的目标实现策略.在所开发的小型... 通过理论分析和实验,论述了全自主足球机器人异构双目视觉协调导航的合理性和有效性,给出了测量目标相对坐标的模型,分析了基于双目协调的足球机器人导航数据融合方法,提出了双目协调导航模型及基于行为的目标实现策略.在所开发的小型全自主足球机器人上的仿真和实验结果,证明了双目协调的有效性和实用性. 展开更多
关键词 异构双目视觉 足球机器人 协调导航 数据融合 控制模型
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移动机器人未知环境自主探测的一种高效算法 被引量:6
15
作者 周光明 贾梦雷 陈宗海 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第6期936-940,共5页
针对未知环境中移动机器人自主探测的效率问题,提出了一种拓扑结合几何的自主探测算法.以保证机器人安全为前提,在拓扑和几何两个层面上选择机器人的观测点,从而达到提高探测效率的目的.为了对观测点进行评估,提出了一种新颖的路径规划... 针对未知环境中移动机器人自主探测的效率问题,提出了一种拓扑结合几何的自主探测算法.以保证机器人安全为前提,在拓扑和几何两个层面上选择机器人的观测点,从而达到提高探测效率的目的.为了对观测点进行评估,提出了一种新颖的路径规划高效算法.仿真实验结果表明,该算法不仅显著提高了未知环境下机器人自主探测的效率,而且具有很高的计算实时性. 展开更多
关键词 机器人 移动机器人 自主探测 路径规划
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基于Arduino的移动机器人智能控制系统设计 被引量:7
16
作者 朱雨田 陈劲杰 +1 位作者 张波 周媛 《电子科技》 2017年第5期135-138,共4页
目前物流行业中的机器人只用于码垛等简单且较机械的工作,有一定局限性。为进一步满足物流行业中智能机器人的需求,设计了一种基于Ardunio的物流机器人控制系统。该控制系统以Arduino作为微处理器,通过上位机Android手机端软件发送机器... 目前物流行业中的机器人只用于码垛等简单且较机械的工作,有一定局限性。为进一步满足物流行业中智能机器人的需求,设计了一种基于Ardunio的物流机器人控制系统。该控制系统以Arduino作为微处理器,通过上位机Android手机端软件发送机器人的控制指令,下位机Arduino板接收指令控制电机运转来实现机器人的控制,同时机器人自身的相关传感器保证机器人避障等功能的实现。设计的机器人在如库房、仓库等实际环境中运行良好,能按预定线路运动并躲避障碍物,满足物流环境中对机器人的使用要求。 展开更多
关键词 移动机器人 ARDUINO 微处理器 自主避障
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移动焊接机器人的工件识别及焊缝起始位置定位 被引量:4
17
作者 邓勇军 吴明辉 +1 位作者 陈锦云 陈善本 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第7期1054-1058,共5页
考虑到非结构空间焊接的特殊性,通过视觉技术,基于圆投影和Zernike矩,提出了一种两步模板匹配法检测待焊工件是否出现在视觉区域;结合霍夫直线检测方法,设计了一套提取特征直线算法,并确定焊缝起始点在图像中的亚像素位置.由移动机器人... 考虑到非结构空间焊接的特殊性,通过视觉技术,基于圆投影和Zernike矩,提出了一种两步模板匹配法检测待焊工件是否出现在视觉区域;结合霍夫直线检测方法,设计了一套提取特征直线算法,并确定焊缝起始点在图像中的亚像素位置.由移动机器人在不同角度拍摄工件图像,圆投影和Zernike矩计算结果验证了其表征模板特性的有效性,具有旋转抗性,而且对于光照条件及摄像机视野的鲁棒性好,焊缝起始位置定位结果满足视觉计算需要. 展开更多
关键词 自主焊接 移动机器人 视觉技术 工件识别
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同步定位与建图技术研究进展 被引量:7
18
作者 马志艳 邵长松 +1 位作者 杨光友 李辉 《电光与控制》 CSCD 北大核心 2023年第3期78-85,106,共9页
同步定位与建图(SLAM)技术是自主移动机器人的主要技术支撑,成为当今的研究热点。介绍了SLAM技术的发展历程及主要传感器,梳理了基于视觉、激光雷达以及多传感器融合的SLAM技术,并对常见的SLAM算法进行归纳总结,对比分析各实现方案的优... 同步定位与建图(SLAM)技术是自主移动机器人的主要技术支撑,成为当今的研究热点。介绍了SLAM技术的发展历程及主要传感器,梳理了基于视觉、激光雷达以及多传感器融合的SLAM技术,并对常见的SLAM算法进行归纳总结,对比分析各实现方案的优缺点。最后探讨了SLAM的技术难题和发展趋势。 展开更多
关键词 同步定位与建图 激光雷达 视觉相机 多传感器融合 自主移动机器人
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基于无线网络的全自主足球机器人 被引量:7
19
作者 刘海涛 洪炳镕 郭耸 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第9期1043-1046,共4页
不确定的通信时延严重地影响对远程机器人控制的稳定性.本文通过提高机器人的自主性和智能来解决这一问题.首先提出了一种基于网络的全自主足球机器人的系统框架及其软件系统结构,其次为了丰富人机交互手段增加了语音识别与合成功能,同... 不确定的通信时延严重地影响对远程机器人控制的稳定性.本文通过提高机器人的自主性和智能来解决这一问题.首先提出了一种基于网络的全自主足球机器人的系统框架及其软件系统结构,其次为了丰富人机交互手段增加了语音识别与合成功能,同时针对有限的传输带宽提出了视觉图像的有效传输方法,最后对系统性能进行了实验.实验证明本系统对于不确定的通信时延具有很强的鲁棒性. 展开更多
关键词 无线网络 足球机器人 分布式系统 体系结构 服务器 客户软件 语音识别 图像处理 系统安全
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基于人工免疫与可视图相结合的移动机器人路径规划方法 被引量:6
20
作者 段勇 王猛 徐心和 《高技术通讯》 CAS CSCD 北大核心 2014年第3期278-283,共6页
针对结构化环境中的自主移动机器人路径规划问题,提出了一种人工免疫算法与可视图相结合的算法,并将其应用于自主机器人路径规划。该算法用包围盒表示环境中的障碍物,继而计算成本矩阵,完成可视图的构建,从编码方式、疫苗设计及接入两... 针对结构化环境中的自主移动机器人路径规划问题,提出了一种人工免疫算法与可视图相结合的算法,并将其应用于自主机器人路径规划。该算法用包围盒表示环境中的障碍物,继而计算成本矩阵,完成可视图的构建,从编码方式、疫苗设计及接入两方面对人工免疫算法进行改进,并将改进的人工免疫算法应用于可视图中求解优化路径。经过理论分析和实验验证,该算法不仅能够以较高效率求解出优化路径,而且可以满足实体机器人在现实环境中导航的需求。 展开更多
关键词 自主移动机器人 路径规划 人工免疫 可视图
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