室内移动机器人激光点云2D墙线检测实验 被引量：1

1

作者 赵师兵 张志明 +1 位作者 康琦 张军旗 《实验技术与管理》 CAS 北大核心 2024年第5期76-81,共6页

快速、准确地识别墙线环境元素是室内移动机器人导航功能的重要基础。该文针对传统霍夫变换方法易丢失信息和产生过多冗余线段问题,提出一种基于激光雷达点云数据空间特性的2D墙线直接提取算法。首先通过点云直通滤波技术去除原始三维... 快速、准确地识别墙线环境元素是室内移动机器人导航功能的重要基础。该文针对传统霍夫变换方法易丢失信息和产生过多冗余线段问题,提出一种基于激光雷达点云数据空间特性的2D墙线直接提取算法。首先通过点云直通滤波技术去除原始三维点云数据中的地面点云干扰;然后将清洗后的点云投影到二维地平面上,转化为二值化图像后进行直线检测;再利用自定义的直线滤波增强算法,在减少冗余线段的同时保留更多有效墙线信息,从而快速生成更为吻合的建筑物墙线模型。仿真实验结果表明,新算法在不同复杂度场景下提取的线段数量整体平均降低50.8%,且处理时间小于100 ms,满足移动机器人导航过程中实时环境识别需求。该实验适合用作高校教学实验,有助于学生将理论知识与实践操作相结合,深入理解室内地图构建与环境感知技术。 展开更多

关键词 室内移动机器人 激光点云处理 墙线检测 实时环境识别 教学实验

在线阅读 下载PDF 职称材料

移动机器人沿墙算法研究综述

2

作者 徐胜 沙鑫美 苏铭 《现代制造工程》 CSCD 北大核心 2024年第2期150-158,共9页

沿墙算法是一种局部路径规划算法,算法的全局收敛性往往优于其他传统方法。为了促进沿墙算法在路径规划领域中的研究,综述了运用沿墙算法规划路径的移动机器人的最新进展和研究成果。根据沿墙算法的避障策略与实现,将沿墙算法分为基于... 沿墙算法是一种局部路径规划算法,算法的全局收敛性往往优于其他传统方法。为了促进沿墙算法在路径规划领域中的研究,综述了运用沿墙算法规划路径的移动机器人的最新进展和研究成果。根据沿墙算法的避障策略与实现,将沿墙算法分为基于目标方向角的沿墙算法、基于M-Line的沿墙算法、基于最优避障方向的沿墙算法、基于历史信息的沿墙算法以及基于多算法融合的沿墙算法,并对各类算法优缺点进行总结。然而在实际环境中,由于仿真环境的理想化、行为协作机制的僵硬化及传感器的干扰性,沿墙算法在实际应用中与理论结果间存在较大差距。考虑到现有算法仍存在诸多不足,从开发适用于复杂实际环境的沿墙算法、探索更高效合理的多行为切换机制及降低实际环境中传感器噪声影响这3个方面展望了沿墙路径规划算法的未来发展趋势。 展开更多

关键词 路径规划 沿墙算法 移动机器人 未知环境

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于模糊遗传算法的移动机器人墙跟踪控制策略 被引量：8

3

作者 段萍 张建畅 +1 位作者 丁承君 张明路 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第3期416-420,共5页

针对传统模糊控制器在设计过程中存在的人为主观因素较多,隶属函数参数不变引起的控制器适应能力差等缺点,本文将遗传算法引入到移动机器人直墙跟踪的模糊控制器优化问题中,阐述了遗传算法用于离线方式寻优模糊控制器隶属函数参数的具... 针对传统模糊控制器在设计过程中存在的人为主观因素较多,隶属函数参数不变引起的控制器适应能力差等缺点,本文将遗传算法引入到移动机器人直墙跟踪的模糊控制器优化问题中,阐述了遗传算法用于离线方式寻优模糊控制器隶属函数参数的具体操作过程,如编码策略、适应度函数的确定、选择、交叉、变异等.最终经过仿真平台的验证,确定一组最优解,并在HEBUT-Ⅰ型智能移动机器人上进行试验,结果表明与传统模糊控制策略相比,该方法不但提高了响应速度,同时改善了跟踪精度. 展开更多

关键词 模糊控制 遗传算法 移动机器人 墙跟踪

在线阅读 下载PDF 职称材料

壁面自动清洗机器人研制 被引量：2

4

作者 谈士力 龚振邦 +2 位作者 张海洪 沈俊杰 苏建良 《高技术通讯》 EI CAS CSCD 2003年第2期83-86,54,共5页

阐述了研制用于高楼外墙壁面自动清洗作业的壁面自动清洗机器人过程中所涉及的各单元技术及其集成。该壁面自动清洗机器人由移动机构、吸附装置、清洗装置、机电控制和安全辅助设施等几个部分组成。

关键词 壁面自动清洗机器人 吸附装置 壁面移动机器人 高层建筑 移动机构 清洗工艺

在线阅读 下载PDF 职称材料

动态环境下基于子目标的移动机器人路径规划方法 被引量：9

5

作者 朱毅 张涛 +1 位作者 程农 宋靖雁 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2010年第A01期254-257,共4页

在移动机器人路径规划领域中,沿墙行走策略是解决人工势场法局部极小问题的一种简单但有效的方法。然而,已有的沿墙行走方法往往只适用于静态环境。为了在解决人工势场法局部极小问题的同时,保证其在动态环境中的有效性,本文对沿墙行走... 在移动机器人路径规划领域中,沿墙行走策略是解决人工势场法局部极小问题的一种简单但有效的方法。然而,已有的沿墙行走方法往往只适用于静态环境。为了在解决人工势场法局部极小问题的同时,保证其在动态环境中的有效性,本文对沿墙行走方法进行了改进,提出了一种基于子目标的方法,利用机器人周边的动态斥力势场调节沿墙运动的距离,通过设置子目标引导机器人躲避运动障碍物。仿真研究验证了该方法的有效性。 展开更多

关键词 移动机器人 路径规划 局部极小 沿墙行走 动态环境 子目标

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于单超声波传感器的移动机器人沿墙导航策略 被引量：6

6

作者 华亮 冯浩 +1 位作者 顾菊平 张建生 《工程设计学报》 CSCD 北大核心 2008年第3期206-212,共7页

对基于单超声波传感器的移动机器人沿墙导航中的关键问题进行理论和实验研究,在几何分析的基础上提出并解决了采用单超声波传感器进行沿墙导航时的约束问题.此外,还提出一种自调整沿墙导航策略,该方法采用旋转式单超声波传感器实现了移... 对基于单超声波传感器的移动机器人沿墙导航中的关键问题进行理论和实验研究,在几何分析的基础上提出并解决了采用单超声波传感器进行沿墙导航时的约束问题.此外,还提出一种自调整沿墙导航策略,该方法采用旋转式单超声波传感器实现了移动机器人精确的沿墙导航.经实验验证,提出的方法简便有效、可靠性高,具有普遍的应用意义和较高的应用价值. 展开更多

关键词 移动机器人 超声波传感器 沿墙导航策略 几何分析

在线阅读 下载PDF 职称材料

球面移动机器人机构研制 被引量：4

7

作者 谈士力 王建成 +2 位作者 苏建良 张海洪 沈俊杰 《机床与液压》 北大核心 2003年第2期19-22,共4页

阐述了在研制适用于球形壁面移动的爬行机器人过程中所涉及的各单元技术及其集成。该球形壁面爬行机器人由移动机构、吸附装置、机电控制和安全辅助设施等几个部分组成。

关键词 爬壁机器人 球形壁面爬行机器 移动机构 吸附装置 机电控制 研制

在线阅读 下载PDF 职称材料

移动机器人模糊Q-学习沿墙导航 被引量：7

8

作者 徐明亮 柴志雷 须文波 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第6期83-88,97,共7页

针对在基于行为的移动机器人沿墙导航控制器的设计中缺乏足够的先验知识的问题,采用Q-学习方法让机器人通过学习来自动构建导航控制器。将模糊神经网络和Q-学习相结合,用模糊神经网络直接逼近连续状态和动作空间中的Q值函数。利用对Q值... 针对在基于行为的移动机器人沿墙导航控制器的设计中缺乏足够的先验知识的问题,采用Q-学习方法让机器人通过学习来自动构建导航控制器。将模糊神经网络和Q-学习相结合,用模糊神经网络直接逼近连续状态和动作空间中的Q值函数。利用对Q值函数的优化获得控制输出。模糊神经网络中的节点根据状态动作对的各个分量和时间差分的新颖性进行自适应地添加和构造,这样不仅能克服节点选择的困难还能使网络保持适度的规模。网络中的参数采用扩展卡尔曼滤波方法进行自适应调整。基于Khepera 2机器人的沿墙导航实验验证了该方法的有效性和优越性。 展开更多

关键词 Q-学习 模糊神经网络 沿墙导航 移动机器人

在线阅读 下载PDF 职称材料

垂直壁面行走机器人控制系统研制 被引量：3

9

作者 谈士力 沈林勇 龚振邦 《上海大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 1996年第1期107-113,共7页

本文介绍垂直壁面行走机器人控制系统．该控制系统采用二级计算机控制．二级计算机之间采用射频无线电通讯．上位机采用４８６微型计算机系统，下位机则采用ＲＯＲＺＥ系统新型步进控制驱动系统．上位系统能够对控制系统中的各部分以及... 本文介绍垂直壁面行走机器人控制系统．该控制系统采用二级计算机控制．二级计算机之间采用射频无线电通讯．上位机采用４８６微型计算机系统，下位机则采用ＲＯＲＺＥ系统新型步进控制驱动系统．上位系统能够对控制系统中的各部分以及视觉系统、作业装置系统和辅助系统的行为进行协调和管理． 展开更多

关键词 机器人 控制系统 壁面行走机器人

在线阅读 下载PDF 职称材料

VB平台下PLC与微机间通讯程序设计及其应用 被引量：5

10

作者 谈士力 沈俊杰 +1 位作者 张海洪 龚振邦 《机床与液压》 北大核心 2001年第1期15-17,50,共4页

结合ＯＭＲＯＮＣＱＭ１型可编程控制器特点，通过壁面清洗机器人监控系统的具体程序，系统地阐述了ＶＢ下的ＰＬＣ与上位计算机通讯程序的设计方法，以及在使用过程中的要点和技巧。

关键词 通讯 壁面清洗机器人 PLC VB平台 微机 程序设计

在线阅读 下载PDF 职称材料

壁面移动机器人随机障碍避碰路径规划研究 被引量：2

11

作者 谈士力 龚振邦 万德钧 《应用科学学报》 CAS CSCD 1997年第3期310-314,共5页

该文对壁面移动机器人使用了人造势场法，实现局部区域内随机障碍避碰的路径规划．机器人系统根据环境信息，实时生成路径，增加了系统的稳定性和对环境的适应性．计算机动画仿真及其实际应用验证了该实时路径规划的可行性．

关键词 壁面移动机器人 路径规划 智能机器人 随机障碍

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于复合控制算法的移动机器人沿墙导航研究 被引量：4

12

作者 富志凯 邢建春 《计算机应用与软件》 CSCD 北大核心 2012年第9期234-236,277,共4页

室内复杂环境下,由于超声波传感器测量精度不高、数量有限,导致移动机器人沿墙导航效果不佳,现有的控制算法实现较为复杂。为此,提出一种基于复合控制算法的沿墙导航策略,通过PID控制算法和Bang-Bang控制算法切换,控制移动机器人进行沿... 室内复杂环境下,由于超声波传感器测量精度不高、数量有限,导致移动机器人沿墙导航效果不佳,现有的控制算法实现较为复杂。为此,提出一种基于复合控制算法的沿墙导航策略,通过PID控制算法和Bang-Bang控制算法切换,控制移动机器人进行沿墙导航并最终实现室内环境的边缘检测。实际运行实验验证了该方法的可行性和鲁棒性。 展开更多

关键词 移动机器人 沿墙导航 复合控制 边缘检测

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于红外PSD的移动机器人沿墙导航控制 被引量：5

13

作者 郭小勤 陈祝齐 《机床与液压》 北大核心 2009年第9期133-136,共4页

针对声纳传感器存在的问题,提出了一种基于红外PSD传感器的沿墙导航控制算法。在环境探测方面由于采用了波束角小,镜面反射影响小的PSD传感器,使所测量的环境信息可靠性提高。在导航控制方面综合考虑室内环境特点和机器人状态,设计了多... 针对声纳传感器存在的问题,提出了一种基于红外PSD传感器的沿墙导航控制算法。在环境探测方面由于采用了波束角小,镜面反射影响小的PSD传感器,使所测量的环境信息可靠性提高。在导航控制方面综合考虑室内环境特点和机器人状态,设计了多模态的沿墙导航控制算法。将上述算法在GrandarAS-R移动机器人上进行了导航实验。实验结果表明:机器人在室内环境下能较好地沿墙行走,运动轨迹平滑。所提出的基于PSD的沿墙导航系统比基于声纳的系统具有更高的性能价格比。 展开更多

关键词 移动机器人 沿墙导航 PSD传感器 多模态控制

在线阅读 下载PDF 职称材料

结合历史运动状态的机器人高效沿墙算法研究 被引量：5

14

作者 蒋林 张燕飞 +3 位作者 朱建阳 雷斌 王翰 高旭敏 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第6期1166-1177,共12页

针对目前室内移动机器人沿墙走算法过于复杂、路径易重复、不能完全遍历、效率低等问题,采用室内未知环境下结合历史状态的机器人沿墙高效遍历研究来解决这些问题.该算法由移动机器人的上一个周期历史环境运动状态(分8类)、当前环境运... 针对目前室内移动机器人沿墙走算法过于复杂、路径易重复、不能完全遍历、效率低等问题,采用室内未知环境下结合历史状态的机器人沿墙高效遍历研究来解决这些问题.该算法由移动机器人的上一个周期历史环境运动状态(分8类)、当前环境运动状态(分8类)和旋向信息(分2类)建立运动规则库,沿墙行走时移动机器人时时采集这三类信息(上一个周期历史环境运动状态、当前环境运动状态和旋向信息)决定移动机器人当前的运动方向,如此循环直到完成指定的沿墙任务.最后对该算法进行了仿真与实际实验,实验结果证明该算法可以在不同的、复杂的环境中高效、快速地完成沿墙走的任务,并且对室内未知环境有很好的适应性. 展开更多

关键词 历史环境运动状态 当前环境运动状态 旋向信息 移动机器人 沿墙

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于滚动预测原理的移动机器人路径规划 被引量：1

15

作者 梁瑾 宋科璞 《兵工自动化》 2010年第6期67-69,74,共4页

为解决全局静态未知环境以及动态未知环境下的移动机器人路径规划问题,借鉴预测控制优化原理,提出基于滚动窗口的移动机器人路径规划方法。利用机器人实时探测到的局部环境信息,通过有效的场景预测,以滚动方式进行在线规划。在局部路径... 为解决全局静态未知环境以及动态未知环境下的移动机器人路径规划问题,借鉴预测控制优化原理,提出基于滚动窗口的移动机器人路径规划方法。利用机器人实时探测到的局部环境信息,通过有效的场景预测,以滚动方式进行在线规划。在局部路径规划中,借鉴墙壁跟踪的控制方法提高移动机器人的自主性。仿真结果表明,文中提出的方法计算量小、反应迅速,能很好的适应于未知环境中移动机器人的路径规划。 展开更多

关键词 移动机器人 路径规划 预测控制 滚动窗口 墙壁跟踪

在线阅读 下载PDF 职称材料

一种多移动机器人避障的改进算法 被引量：1

16

作者 赵凤花 方华京 《控制工程》 CSCD 2006年第S2期159-161,167,共4页

为了使多机器人在有障碍物的环境中可靠地运行,针对多机器人的避障问题,融合沿墙行为的避障模式,构造出一类具有自适应特性l-ψ闭环控制律下的多机器人避障算法,以作为基于行为的控制策略的有益补充。仿真结果表明,该算法可以成功地解... 为了使多机器人在有障碍物的环境中可靠地运行,针对多机器人的避障问题,融合沿墙行为的避障模式,构造出一类具有自适应特性l-ψ闭环控制律下的多机器人避障算法,以作为基于行为的控制策略的有益补充。仿真结果表明,该算法可以成功地解决机器人因融合参数不当而形成的避障"死锁"问题,使多机器人在有障碍物的环境下,在障碍物区能够顺利地通过障碍物,在离开障碍物后,快速恢复至稳定。 展开更多

关键词 多移动机器人 沿墙行为 虚拟伴随机器人

在线阅读 下载PDF 职称材料

火电厂爬壁机器人研究进展 被引量：4

17

作者 孙伟鹏 陈斌 +1 位作者 孙伟生 王双喜 《机械设计与制造》 北大核心 2023年第4期135-138,143,共5页

爬壁机器人能够替代人工完成高难度、高风险的高空工程作业,在舰船清洗、液化气罐检测等诸多领域已经得到广泛的应用。基于现代爬壁技术在机器人领域的实际应用,对爬壁机器人的工作原理进行了介绍,分析了真空吸附、磁力吸附、静电吸附... 爬壁机器人能够替代人工完成高难度、高风险的高空工程作业,在舰船清洗、液化气罐检测等诸多领域已经得到广泛的应用。基于现代爬壁技术在机器人领域的实际应用,对爬壁机器人的工作原理进行了介绍,分析了真空吸附、磁力吸附、静电吸附、仿生吸附以及攀附式吸附等不同吸附技术的特点,比较了轮式爬壁机器人、履带式爬壁机器人、足式爬壁机器人等多种爬壁机器人移动机构的优缺点。最后,结合火电厂应用环境特点,重点分析了爬壁机器人在火力发电厂的应用案例,探讨了火电厂爬壁机器人的发展趋势,指出复合吸附结构与移动方式是未来火电厂爬壁机器人的发展热点。 展开更多

关键词 爬壁机器人 火力发电厂 真空吸附 磁力吸附 移动机构

在线阅读 下载PDF 职称材料

一种模拟激光雷达的自主移动机器人虚拟墙方法 被引量：1

18

作者 马小陆 袁书生 +1 位作者 王兵 吴紫恒 《导航定位学报》 CSCD 2020年第5期68-75,共8页

针对自主移动机器人系统中引导式虚拟墙方法存在传感器位置不易选取和不规则区域的虚拟墙不易设置等问题,提出1种模拟激光雷达的自主移动机器人虚拟墙方法:在机器人操作系统环境中,对需要设置虚拟墙的区域使用激光雷达数据模拟该区域的... 针对自主移动机器人系统中引导式虚拟墙方法存在传感器位置不易选取和不规则区域的虚拟墙不易设置等问题,提出1种模拟激光雷达的自主移动机器人虚拟墙方法:在机器人操作系统环境中,对需要设置虚拟墙的区域使用激光雷达数据模拟该区域的屏蔽墙,且作为路径规划的输入模块;在全局路径规划时考虑到虚拟墙区域,使得规划出的路径更为平滑。实验的结果表明,该方法能在地图任意位置设置任意形状的虚拟墙。 展开更多

关键词 激光雷达 虚拟墙 移动机器人 机器人操作系统 路径规划

在线阅读 下载PDF 职称材料