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自主移动机器人系统的设计与实现

青岛大学学报（工程技术版） 2004年第3期19卷 33-37页

作者：刘振山李欣周爱玉中国海洋大学电子工程系山东青岛266071

自主移动机器人作为机器人学的一个重要分支,具有广泛的应用前景。本文介绍了一种四轮自主移动机器人系统的设计,分别以凌阳公司的一款通用型16位微控制器SPMC701FM0A和摩托罗拉公司的8位微控制器68HC908GP32为核心,设计了导航子系统和... 详细信息

自主移动机器人作为机器人学的一个重要分支,具有广泛的应用前景。本文介绍了一种四轮自主移动机器人系统的设计,分别以凌阳公司的一款通用型16位微控制器SPMC701FM0A和摩托罗拉公司的8位微控制器68HC908GP32为核心,设计了导航子系统和运动控制子系统,并给出了系统硬件和运动控制子系统软件的实现方案。两个子系统的设计相对独立,有利于整个系统的升级和功能扩展。该机器人小车能够在平坦的路况下,实现从起始点到目标点的自主移动。运动方向的精度达到1°。该自主移动机器人可以作为各类服务机器人的移动平台,搭载相应的仪器完成特定的任务。

关键词：自主移动机器人微控制器数字罗盘 GPS

采用改进D*Lite算法的自主移动机器人路径规划

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计算机测量与控制 2011年第1期19卷 155-157页

作者：张晓冉居鹤华北京工业大学电子信息与控制工程学院北京100124

针对动态环境下自主移动机器人的路径规划问题提出了改进D*Lite算法;该算法在D*Lite算法的基础上,引入Bresenham画线算法对扩展节点进行可视检测,得到方向任意且避免不必要转折的预规划路径,并建立分辨率高于全局障碍图的局部障碍图,动... 详细信息

针对动态环境下自主移动机器人的路径规划问题提出了改进D*Lite算法;该算法在D*Lite算法的基础上,引入Bresenham画线算法对扩展节点进行可视检测,得到方向任意且避免不必要转折的预规划路径,并建立分辨率高于全局障碍图的局部障碍图,动态存储传感器实时获取的局部环境信息,充分利用局部环境信息实时重规划机器人当前位置到目标点的最优路径,提高算法的规划精度及对动态环境的适应性;仿真实验结果证明,该算法大大缩短了路径长度,并且具有可行性和实时性。

关键词：启发式搜索路径规划可视检测自主移动机器人

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自主移动机器人助企业应考“双十一”

现代制造 2021年第17期 36-37页

作者： MiR MiR

在每年"双十一"全民购物狂欢中,潮水一般的订单既给企业带来了巨大商机,也对制造及物流环节构成了严峻的挑战。据国家邮政局数据显示,2020年11月1~11日期间,全国邮政、快递企业共处理快件39.65亿件,其中11月11日当天共处理快件量达到创... 详细信息

在每年"双十一"全民购物狂欢中,潮水一般的订单既给企业带来了巨大商机,也对制造及物流环节构成了严峻的挑战。据国家邮政局数据显示,2020年11月1~11日期间,全国邮政、快递企业共处理快件39.65亿件,其中11月11日当天共处理快件量达到创纪录的6.75亿件,同比增长26.16%。海量的订单背后呈现的是与以往迥然不同的新消费趋势。电商时代,消费者需求呈现精细化、碎片化及实时化等特征,传统时代粗犷的商业模式已无法与之相适应。

关键词：快递企业消费趋势双十一物流环节国家邮政局数据显示自主移动机器人商业模式

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自主移动机器人运动控制与协调

决策探索(中) 2020年第12期 57-58页

作者：时存王莹车玉秋郑州电力高等专科学校

自主移动机器人具有智能化与自动化程度高、使用功能完备的优势,在工业、国防等领域中应用广泛。但在实际应用中,自主移动机器人在运动控制与协调方面有待提升,易出现轨迹跟踪误差、编队控制约束性不足等问题。因此,文章围绕自动移动机... 详细信息

自主移动机器人具有智能化与自动化程度高、使用功能完备的优势,在工业、国防等领域中应用广泛。但在实际应用中,自主移动机器人在运动控制与协调方面有待提升,易出现轨迹跟踪误差、编队控制约束性不足等问题。因此,文章围绕自动移动机器人的运动控制与协调问题进行探讨,并提出了相关的优化方法与自主移动机器人运动控制系统设计方案。

关键词：自主移动机器人运动控制运动协调系统设计

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自主移动机器人混合式体系结构的设计与实现

计算机测量与控制 2006年第11期14卷 1526-1528页

作者：倪小雷卜佳俊浙江大学计算机学院软件研究所浙江杭州310027

针对以往自主移动机器人体系结构在实时处理方面的不足,提出了一种基于多智能体的混合式体系结构,统一规划了机器人系统的软硬件结构,在该体系结构中设计并实现了协调Agent和推理Agent两种智能体,针对紧急事件进行了更实时的Agent实现,... 详细信息

针对以往自主移动机器人体系结构在实时处理方面的不足,提出了一种基于多智能体的混合式体系结构,统一规划了机器人系统的软硬件结构,在该体系结构中设计并实现了协调Agent和推理Agent两种智能体,针对紧急事件进行了更实时的Agent实现,有效的提高的自主移动机器人在突发事件时的实时性,提出了使用多样化的信息组织形式,增强了系统的自适应能力和易扩展性。本文的实验结果表明在紧急状态下,系统的反应时间有效缩短,增加了系统的智能性和实时性。

关键词：自主移动机器人混合式体系结构多智能体系统

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基于MAS的自主移动机器人调试环境

基于MAS的自主移动机器人调试环境

作者：许少君浙江大学

学位级别：硕士

自主式移动机器人(AMR，Autonomous Mobile Robot)是智能机器人的一个重要分支，是一种具有高度的自规划、自组织、自适应能力，适合在复杂的非结构化环境中工作的机器人。近年来AMR在制造业、服务业和军事领域的应用越来越广泛。本文... 详细信息

自主式移动机器人(AMR，Autonomous Mobile Robot)是智能机器人的一个重要分支，是一种具有高度的自规划、自组织、自适应能力，适合在复杂的非结构化环境中工作的机器人。近年来AMR在制造业、服务业和军事领域的应用越来越广泛。本文首先介绍了基于MAS(Multi-Agent System)的自主式移动机器人AMR自组织体系结构，以此为背景讨论自主式移动机器人的调试仿真环境(AMRDSE，Autonomous Mobile Robot Debug and Simulation Environment)的需求、设计与实现。该调试仿真环境通过可视化显示AMR中的各种Agent所产生和传送的数据，可方便地供研究人员定位错误，发现异常，提高了AMR的开发效率。本文的工作主要有以下几点：1) 在AMR体系结构的基础上，实现了基于C/S架构的调试仿真环境AMRDSE，在AMR场地实验时提供实时在线监控功能，在场下分析时提供离线数据回放功能。2) 对AMRDSE进行扩展，混合C/S架构和基于Web的三层B/S架构，从而使AMRDSE在兼顾实时性需求的同时具备了良好的可扩展性和易维护性。3) 在AMR实际研发的基础上，探索AMR的扩展-自主式移动多机器人系统(AMMRS，Autonomous Mobile Multi-Robot System)，并提出一种类pathChirp算法估算多机器人系统中共享模块的剩余能力。

关键词：自主移动机器人 MAS Robot 自主式体系结构仿真环境智能主体调试环境智能体环境感知

基于自主移动机器人视觉的驾驶员桩考评判方法研究

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基于自主移动机器人视觉的驾驶员桩考评判方法研究

作者：栾庆磊合肥工业大学

学位级别：硕士

自主移动机器人视觉技术日渐成为机器人领域的研究热点,在智能人机交互等领域具有广阔的应用前景。为了提高驾驶员桩考的公平性和准确性,提高现有驾驶员电子桩考系统的功能,本文将自主移动机器人视觉技术引入到驾驶员桩考系统中,研究具... 详细信息

自主移动机器人视觉技术日渐成为机器人领域的研究热点,在智能人机交互等领域具有广阔的应用前景。为了提高驾驶员桩考的公平性和准确性,提高现有驾驶员电子桩考系统的功能,本文将自主移动机器人视觉技术引入到驾驶员桩考系统中,研究具有仿人视觉功能的自主移动机器人考官系统。主要研究工作如下:1.自主移动机器人仿人监视考车的决策模块设计。采用有限状态机理论将驾驶员桩考的全过程进行抽象,归纳出自主移动机器人在桩考中遇到的状态和事件,采用状态图将状态和事件表示出来,并对状态和事件进行最小化设计,去除冗余状态,得到自主移动机器人仿人监视考车决策模块的有限状态机。该方法使设计过程直观简单、易于理解和实现。2.驾驶员桩考中考车所处路线识别方法的研究。根据视觉传感器获取的考车与各边线的相对位置信息,相邻两帧图像中运动目标质点的连线与考场坐标轴的夹角关系等条件,给出了一种考车所处路线的识别方法。该方法可为考车在考车行驶线路中是否违规提供判别条件。3.驾驶员桩考中车辆运动目标检测与识别算法的研究。从改进型灰度投影法与改进型HSI帧差分法相结合的思想出发,提出了一种无特定背景条件下运动目标的检测算法,给出了设计实例和实验结果,该算法具有鲁棒性强,实时性好等优点。根据车辆运动目标的体积特征、轮廓特征等信息,给出了一种车辆运动目标的分类识别算法。该算法能够快速、准确的识别出要跟踪的车辆运动目标。4.自主移动机器人对考车的自动跟踪系统的设计。采用图像检测和预测控制方法,设计了自主移动机器人对考车的自动跟踪系统,实现了对考车运动目标实时跟踪。5.设计了一种驾驶员桩考自主移动机器人考官数字样机系统。给出了驾驶员桩考全过程的状态转移图以及评判方法,经仿真枚举桩考过程中各种状态和事件,证明该系统能够实现机器人考官对桩考过程的监视和评判功能。

关键词：驾驶员桩考系统自主移动机器人有限状态机目标检测与识别目标跟踪

基于自主移动机器人视觉的驾驶员桩考系统研究

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基于自主移动机器人视觉的驾驶员桩考系统研究

作者：张涛合肥工业大学

学位级别：硕士

自主移动机器人是近年来在机器人学领域备受关注的课题,在智能人机交互、服务机器人、空间机器人和无人驾驶系统等领域具有广阔的应用前景。为了提高机动车驾驶员桩考的公平性和准确性,在大量运用机器视觉技术和模式识别理论的基础上,... 详细信息

自主移动机器人是近年来在机器人学领域备受关注的课题,在智能人机交互、服务机器人、空间机器人和无人驾驶系统等领域具有广阔的应用前景。为了提高机动车驾驶员桩考的公平性和准确性,在大量运用机器视觉技术和模式识别理论的基础上,本文对基于机器视觉的移动机器人运用于驾驶员桩考系统进行了如下研究工作:(1)针对驾驶员桩考系统的特点,对移动机器人的决策模块设计引入有限状态机理论。通过有限状态机将汽车桩考的全过程进行抽象,合适地抽象出机器人仿人桩考中遇到的状态和事件,采用状态图将状态和事件表示出来,对状态和事件进行最小化,将有些可能被其它状态包含的冗余状态去除,最终得到桩考系统的有限状态机。采用了有限状态机理论方法可以使设计过程直观简单易于理解,可以大大加快设计流程。(2)通过视觉和其它传感器所获知的外部事件驱动,智能判断机器人跳转状态,实现机器人各种状态的相互转移,达到机器人模仿人工进行桩考监控评判的目的。(3)设计了一种自主移动机器人运动目标检测识别与自动跟踪控制系统。考虑到识别与控制过程,将机器人接受到的任务进行细分,以适应结构化或非结构化、熟悉或不熟悉的环境中,实现目标灵活监测和实时跟踪控制策略,提高机器人处理的实时性和准确性。该系统运用于驾驶员桩考系统中对运动车辆进行监控,可满足驾驶员桩考要求的灵活性和适应性。

关键词：驾驶员桩考系统自主移动机器人有限状态机机器视觉运动目标检测与跟踪

基于光节点的自主移动机器人路径规划算法研究

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基于光节点的自主移动机器人路径规划算法研究

作者：韩超青岛大学

学位级别：硕士

目前,自主移动机器人路径规划技术较为成熟,在宽阔场景中路径规划效果较好,而在狭窄空间进行路径规划时,存在耗时久、路径长、平滑度差甚至路径规划失败的问题,尤其是路段超车、货物转运等狭窄环境对路径规划的快速性有着更高的要求。因... 详细信息

目前,自主移动机器人路径规划技术较为成熟,在宽阔场景中路径规划效果较好,而在狭窄空间进行路径规划时,存在耗时久、路径长、平滑度差甚至路径规划失败的问题,尤其是路段超车、货物转运等狭窄环境对路径规划的快速性有着更高的要求。因此,需要进行更为高效的路径规划。所以,改善自主移动机器人在狭窄空间中路径规划的效果非常有必要。本研究以现有基于采样的主流路径规划算法为基础,结合狭窄空间的特点,提出一种新型节点模型——光源节点模型。该模型在传统节点模型中添加真实物理环境中光源的属性,缩小采样区域,以减少采样数量、提升节点采样效率。具体而言,由于节点光照范围内任意一点均能够与节点相连接,因而后续无须在光照范围内采样节点,即突破在自由空间中随机采样的传统方式,将采样区域限定于未照亮区域,最大限度地避免无效采样,从而大幅提升移动机器人在狭窄空间中路径规划的效率。通过将光源节点模型与传统主流路径规划算法融合改进验证其有效性。具体改进方法和仿真结果如下:首先,将概率路线图算法的传统节点模型优化为光源节点模型,同时改进采样方式。仿真结果表明:改进后算法在狭窄空间路径规划的时间减少、平滑度提高,路径长度基本保持不变。其次,将改进的人工势场法、光源节点模型与传统深度Q网络算法路径规划算法相结合。一方面,赋予障碍物人工势场法中斥力场的性质,提高智能体躲避障碍物的能力,进而减少其与障碍物发生碰撞的次数;另一方面,赋予目标点光源节点的性质。当智能体进入目标点的光照区域时,能够沿直线到达目标点,无须继续探索训练,从而提高训练效率。仿真结果表明:改进后算法能够拓宽算法的适用范围,使其适用于狭窄空间路径规划。最后,完成了基于光节点的概率路线图优化算法实验验证。使用Solid Works软件设计、绘制两轮差速移动机器人模型,并搭建机器人实物平台,进行实物实验。实验结果与仿真结果一致,优化后的概率路线图算法在狭窄空间和普通空间中路径规划具有较好的优化效果。综上所述,本研究针对狭窄空间路径规划,提出了光源节点模型,并将此模型与传统算法融合改进,研究结果表明:光源节点模型从不同方面优化了路径规划的效果。光源节点模型与概率路线图算法相结合,使得移动机器人在狭窄空间路径规划的时间缩短了50%左右,路径平滑度提高了10%左右,即路径规划的效果更好;光源节点模型与传统深度Q网络路径规划算法相结合,拓宽了传统算法的适用范围,为后续算法的进一步优化奠定了基础。

关键词：自主移动机器人路径规划概率路线图算法深度Q网络算法强化学习