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用于协作搬运的全方位移动式多AGV系统

华中科技大学学报（自然科学版） 2013年第S1期41卷 241-244页

作者：曹其新杜建军冷春涛朱笑笑上海交通大学机械与动力学院上海200240

提出了一种基于麦卡纳姆轮的用于协作搬运的全方位移动式多自动导引车(AGV)系统,该系统中单个AGV可以实现全方位运动,通过激光及加速度计的信息融合定位后,多台AGV可以任意角度组成编队组合在一起运动,在狭小的空间中实现大型复杂零部... 详细信息

提出了一种基于麦卡纳姆轮的用于协作搬运的全方位移动式多自动导引车(AGV)系统,该系统中单个AGV可以实现全方位运动,通过激光及加速度计的信息融合定位后,多台AGV可以任意角度组成编队组合在一起运动,在狭小的空间中实现大型复杂零部件的搬运与装配,实验验证了该系统的可行性.

关键词：自动导引车麦卡纳姆轮全方位移动协作搬运

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多无人直升机协作搬运控制技术研究

无人系统技术 2022年第2期5卷 33-42页

作者：苏子康陈嘉邢卓琳南京航空航天大学自动化学院南京211106 山西大学自动化与软件学院太原030013

随着多无人机协同控制技术的迅猛发展,多无人机悬挂运输飞行成为国内外研究的热点。针对多无人直升机协作悬挂搬运的绳索摆动问题和轨迹控制问题,设计了基于最小学习参数神经网络的动态面轨迹控制方法。首先,建立了多无人直升机协作悬... 详细信息

随着多无人机协同控制技术的迅猛发展,多无人机悬挂运输飞行成为国内外研究的热点。针对多无人直升机协作悬挂搬运的绳索摆动问题和轨迹控制问题,设计了基于最小学习参数神经网络的动态面轨迹控制方法。首先,建立了多无人直升机协作悬挂搬运系统的非线性动力学模型。然后,把对无人直升机动力学特性和稳定性能影响较大且无法测量的各绳索拉力作为扰动,构建最小学习参数神经网络估计器进行估计,并在控制设计中予以补偿。然后,提出一种基于最小学习参数神经网络的动态面轨迹控制方法。同时,分析了轨迹控制系统的闭环稳定性。最后,进行数值仿真的验证。结果表明,协作无人直升机能在0.5 s后迅速跟踪各自轨迹指令,并使跟踪轨迹的平均相对误差小于0.2%,从而实现精准协作搬运。本文提出的多无人直升机轨迹控制方法为进一步研究多无人机协同轨迹控制提供参考依据。

关键词：多无人机协作搬运刚体吊挂神经网络轨迹控制干扰估计动态面控制

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基于刚性约束的双移动机器人协同定位

电子学报 2020年第9期48卷 1777-1785页

作者：刘剑锋孙力帆普杰信何子述王燕玲河南科技大学信息工程学院河南洛阳471023 电子科技大学信息与通信工程学院四川成都611731

准确、快速的状态估计是保证多机器人顺利完成协作搬运任务的关键.然而,大部分现有多机器人协同定位方法都存在一定的局限性,往往无法同时兼顾定位精度与计算复杂度.因此,本文从协作搬运任务的特点出发,将距离与方位的刚性约束条件引入... 详细信息

准确、快速的状态估计是保证多机器人顺利完成协作搬运任务的关键.然而,大部分现有多机器人协同定位方法都存在一定的局限性,往往无法同时兼顾定位精度与计算复杂度.因此,本文从协作搬运任务的特点出发,将距离与方位的刚性约束条件引入协同定位中,同时根据机器人之间的紧密耦合关系建立起通用有效的运动模型和量测模型.最终在此刚性约束系统建模的基础上,提出一种基于高斯-厄米特求积分卡尔曼滤波(Quadrature Kalman Filter,QKF)的双移动机器人协同定位方法.仿真实验结果表明:与基于无约束模型的QKF协同定位方法相比,本文所提方法不但具有更高的定位精度,而且计算复杂度大大降低,有助于实现多机器人实时协同定位.

关键词：协同定位协作搬运刚性约束求积分卡尔曼滤波双机器人系统时间复杂度分析

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全方位移动式AGV技术研究

制造业自动化 2014年第15期36卷 10-14页

作者：苏永华北京机械工业自动化研究所北京100120

本文研究的全方位移动式AGV小车系统,相对现有AGV设备定位精度高,转弯半径小,适应能力强,同时具备多AGV协作能力。关键技术包括AGV全方位移动控制技术、AGV协作搬运技术以及多传感器融合导引技术。上述三项技术能够显著提升AGV的控制性... 详细信息

本文研究的全方位移动式AGV小车系统,相对现有AGV设备定位精度高,转弯半径小,适应能力强,同时具备多AGV协作能力。关键技术包括AGV全方位移动控制技术、AGV协作搬运技术以及多传感器融合导引技术。上述三项技术能够显著提升AGV的控制性能,使AGV运行速度更快,配置方式更灵活,并具备多台协同搬运能力。

关键词： AGV 全方位移动运动控制协作搬运

双机器人协同搬运轨迹规划及力/位置协调控制方法

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双机器人协同搬运轨迹规划及力/位置协调控制方法

作者：王德硕长安大学

学位级别：硕士

随着工业自动化和机器人智能化的高速发展,工业机器人已广泛应用于多种工业环境。随着应用领域的不断扩大,传统单机器人系统存在的工作空间小、负载能力弱、灵活性差等问题日益突出。为此,针对日益复杂化、精细化、智能化的任务要求,多... 详细信息

随着工业自动化和机器人智能化的高速发展,工业机器人已广泛应用于多种工业环境。随着应用领域的不断扩大,传统单机器人系统存在的工作空间小、负载能力弱、灵活性差等问题日益突出。为此,针对日益复杂化、精细化、智能化的任务要求,多机器人协同作业技术应运而生,并发展成为工业机器人领域研究的热点。双机器人协同系统作为多机器人协同作业系统中的典型代表,目前其协作系统建模、协同运动轨迹规划、力/位置协调控制等问题有待深入研究。为此,本文对双机器人协同运动轨迹规划和力/位置协调控制方法进行研究,主要研究内容如下:(1)建立并分析双机器人系统模型。从单机器人系统出发,运用D-H参数法建立机器人D-H模型,并对机器人正、逆运动学进行系统地分析,而后建立双机器人运动学模型。以双机器人协同搬运任务为例,分析双机器人与被搬运物体形成的闭环运动链,建立双机器人协同运动约束模型。利用Matlab/Robotic工具箱建立仿真模型,验证双机器人运动学及运动约束模型的合理性,为后续轨迹规划和力/位置协调控制打下了基础。(2)提出了基于动态运动基元(Dynamic Movement Primitives,DMPs)的双机器人协同运动轨迹规划方法。采用四元数实现姿态运动轨迹的无奇异描述,分别建立位置和姿态轨迹的学习模型。结合运动约束模型与轨迹学习模型,兼顾各自任务要求和相对位姿约束,并通过泛化获得双机器人的运动轨迹。开展双机器人协同运动轨迹的仿真与搬运实验,当改变起、终点状态时,双机器人定姿态协同搬运的起、终点空间位置误差分别为0.0292mm、0.1127mm,变姿态协同搬运的起、终点空间位置误差分别为0.0323mm、0.1131mm,终点的四元数姿态偏差为0.0014、0.0027、0.0018、0.0030,表明该协同运动轨迹规划方法实现了双机器人的协调运动并具有良好的轨迹控制精度。(3)提出了主从架构下基于导纳控制的双机器人协同力/位置协调控制方法。利用导纳模型建立机器人末端与外部环境接触时力/位置的动态关系。从单机器人接触力控制出发,提出导纳控制算法在机器人离散控制器上的实现方法并分析其稳定性条件,建立基于主从架构的双机器人导纳控制模型。借助MATLAB/Sim Mechanics工具箱搭建单、双机器人接触力控制仿真模型,验证该方法的正确性和可行性。开展了平面直线和空间曲线轨迹下的双机器人协同搬运导纳控制实验,验证该方法在实际应用中的有效性。

关键词：双机器人协作搬运动态运动基元轨迹规划导纳控制力/位置协调控制

基于免疫理论的多移动机器人任务分配及路径规划

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基于免疫理论的多移动机器人任务分配及路径规划

作者：叶兆莉江苏科技大学

学位级别：硕士

多机器人系统由于其自身无可比拟的优势，从而代替单机器人系统被广泛研究。目前多机器人系统主要应用于多机器人协作搬运、机器人足球赛、工厂自动化、多机器人协作探索和地图构建等领域。其中，多机器人协作搬运问题一直是多机器人系... 详细信息

多机器人系统由于其自身无可比拟的优势，从而代替单机器人系统被广泛研究。目前多机器人系统主要应用于多机器人协作搬运、机器人足球赛、工厂自动化、多机器人协作探索和地图构建等领域。其中，多机器人协作搬运问题一直是多机器人系统研究的关键问题之一，本文对多机器人协作搬运箱子中的任务分配及路径规划问题进行研究。要完成多机器人系统的协作搬运箱子任务，首先需解决系统中箱子和机器人之间的任务分配问题，任务分配策略直接关系到系统的运行效率。借鉴独特型网络假设，将箱子和机器人作为抗原、抗体，并定义抗原和抗体之间以及抗体和抗体之间的亲和度，建立了任务分配的模型，同时基于干扰素调节机制定义了干扰素调节因子，通过调节机器人浓度来调整机器人和箱子之间对应的分配情况，以实现分配策略的优化。初步研究结果表明：任务分配规划算法很好地解决了多机器人协作搬运中的搬运路径冗长、机器人能力损耗高和参与协作的机器人数目多等问题，提高了系统的执行效率，充分体现了多机器人协作中任务分配策略的合理性，算法显示出较强的任务规划能力。在得到系统任务分配策略后，多机器人根据策略来搬运箱子，此时环境中可能会存在若干障碍物，于是如何在障碍物环境中使机器人从起始点到目标点规划出一条无碰的最优路径就显得十分必要。为了解决复杂环境中移动机器人的路径规划问题，本文提出了基于烟花爆炸式的新型免疫遗传算法：它在一般免疫遗传算法中加入了疫苗接种机制，算法按照选择、交叉、变异、疫苗提取、疫苗接种、免疫选择的流程来建立;受烟花爆炸现象启发，本文还提出了烟花爆炸机制，在种群处于预设代数时将优秀个体在其邻域范围扩展，在此基础上实现了移动机器人在障碍物环境中的路径规划。初步研究结果表明：文中规划算法解决了机器人与障碍物之间的碰撞问题，能规划出一条从起点到终点的最优无碰路径。最后，文章基于多机器人任务分配策略和规划算法进行了协作搬运实验，实验表明：任务分配策略实现了系统效率和执行时间的优化、路径规划算法实现了路径长度的优化，很好地完成了任务。

关键词：多机器人系统协作搬运任务分配独特型免疫网络路径规划疫苗接种

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多智能仿生机器鱼协作控制方法研究

多智能仿生机器鱼协作控制方法研究

作者：袁杰年兰州交通大学

学位级别：硕士

近年来，随着人类对于海洋资源的勘探、水环境的检测，以及军事等应用需求的增长，使得多水下仿生机器人系统的协作控制问题成为多机器人系统领域的研究热点之一。由于水环境的复杂性以及机器鱼动力学行为的非线性特性，对仿生机器鱼、... 详细信息

近年来，随着人类对于海洋资源的勘探、水环境的检测，以及军事等应用需求的增长，使得多水下仿生机器人系统的协作控制问题成为多机器人系统领域的研究热点之一。由于水环境的复杂性以及机器鱼动力学行为的非线性特性，对仿生机器鱼、以及仿生机器鱼群体进行精确控制变得极为困难。本文针对多仿生机器鱼系统的协作编队、物体搬运以及精确的位姿控制等问题展开研究，主要工作内容如下： 1.针对具有非完整约束的仿生机器鱼位姿控制问题，提出了两种路径跟踪控制算法。在第一种算法中，利用模糊控制器来调节机器鱼的线速度与角速度，实现机器鱼对其预定轨迹的稳定跟踪;第二种算法中，首先利用模糊控制器对机器鱼线速度进行控制，然后利用Bezier曲线方法对路径进行规划，并对机器鱼角速度进行调节，从而实现了机器鱼对其参考轨迹的精确跟踪。 2.针对具有固定拓扑的多仿生机器鱼编队控制问题，提出了三种分层控制方案。1)利用一致性理论建立了编队参考点分布式估计算法和实现了机器鱼对其期望位置的精确跟踪。2)利用一致性理论建立了编队参考点的分布式估计算法，采用非线性控制器实现机器鱼对其期望位姿精确跟踪。3)利用一致性理论与模糊控制器分别实现了编队参考点分布式估计和机器鱼对期望轨迹的稳定跟踪。所提控制方法解决了具有非完整约束的多仿生机器鱼编队的形成和保持问题。 3.针对多仿生机器鱼的协作搬运问题，提出了两种分布式协作搬运策略。1)将箱子作为虚拟Leader，仿生机器鱼作为Follower，在完成任务的过程中，在通过一致性算法保持同步的同时，各机器鱼依据箱子与目标位置之间的相互关系确定其位姿与推力，进而协调地推动箱子到达其目标位置。2)通过将被推箱子视为一个Leader，提出了一种将协作搬运任务转化为编队控制问题的分布式控制算法。其中，机器鱼的角速度和线速度分别采用Bezier曲线方法及模糊控制器进行调节，所提策略不仅实现了多仿生机器鱼运动的同步，而且完成了对箱子的分布式协作搬运。

关键词：仿生机器鱼协作控制路径跟踪编队控制协作搬运

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多机器人系统仿真软件现状与应用

多机器人系统仿真软件现状与应用

第26届中国控制与决策会议

作者：张瑞雷邹亦萍徐智浩陈庆伟南京理工大学自动化学院

多机器人系统相比单机器人系统有着特定优势,具有广泛的应用前景,成为机器人研究领域的热门课题之一.仿真实验在多机器人系统研究中发挥着十分重要的作用.本文对近年来多机器人系统仿真软件的现状进行了详细分析和总结,重点介绍了当前... 详细信息

多机器人系统相比单机器人系统有着特定优势,具有广泛的应用前景,成为机器人研究领域的热门课题之一.仿真实验在多机器人系统研究中发挥着十分重要的作用.本文对近年来多机器人系统仿真软件的现状进行了详细分析和总结,重点介绍了当前多款主流多机器人系统仿真软件基本功能、性能指标及其评价准则.然后,根据多机器人系统仿真实验的特点和要求,针对协作搬运和编队巡逻两个典型任务,应用Microsoft Robotics Developer Studio（MRDS）进行三维仿真平台的开发与实现.

关键词：多机器人系统仿真软件协作搬运编队巡逻

来源： cnki会议评论

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协作机器人Bin-picking应用

现代制造 2019年第27期 29-29页

作者： SCHUNK 不详

如何在非结构化环境中实施协作搬运方案?雄克与KUKA和Roboception公司合作调研了这一课题。三家公司展示了关于Bin-picking的研究中,如何得以快速、简易且有效地实施协同作业的应用案例.

关键词：协作机器人非结构化环境协同作业协作搬运应用案例 Bi