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《西南大学》 2010年
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移动机器人路径规划及其控制策略的研究

朱俊  
【摘要】: 移动机器人技术作为机器人研究领域中一个分支,最近几年得到广泛的发展与应用,例如在太空探测器、军用防爆机器人、民用家用服务机器人等等各个领域都有着广泛的使用。完整的自主移动机器人系统的设计首先需要解决的问题有:如何使用自身携带的传感器设备,感知周围环境,自主规划路径避免与异物相碰。本文主要内容集中于移动机器人路径规划与控制策略的基础研究,如基于移动机器人视觉系统的控制策略,基于模糊控制方法和人工势场模型的路径规划算法。本文详细内容如下: 1、深入分析了移动机器人的相关理论与技术,包括移动机器人平台的结构,传感器设备,底层驱动结构,移动机器人的动力学模型。 2、深入研究了机器视觉的理论知识,并对全景视觉系统进行了全面的分析,包括全景系统的硬件结构,全景系统的成像原理。3、基于全景视觉技术实现了移动机器人的一种导航控制策略。本文提出一种利用相似三角形原理的测量方法,完成从全景视觉设备拍摄的二维图像中提取特征信息,测量出目标在三维场景中与机器人的实际距离,该方法简单实用,实时性好,能够满足移动机器人判定目标的实时性要求。 4、介绍了目前移动机器人路径规划采用的常用方法,本文采用模糊控制方法进行移动机器人路径规划。使用传统模糊控制的路径规划方法,移动机器人在某些环境中过弯道时存在不足之处,本文采用了一种走安全路线的自调整模糊控制改进方法,弥补了传统模糊控制方法的不足之处。 5、研究了基于人工势场模型的路径规划方法,针对传统人工势场法在路径规划中存在局部极值情形,本文提出了一种改进势场模型。该模型借鉴罚函数法能够有效的处理优化函数模型中的约束问题,首先要将人工势场路径规划模型转化成问题空间内的寻优问题,再引入罚函数法处理局部极小值问题,最后通过仿真实验进行验证并取得了较好的效果。
【学位授予单位】:西南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TP242

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【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 谭兴军;偏心轮腿六足机器人设计与分析[D];西南大学;2011年
2 何新强;偏心轮腿六足机器人控制策略研究[D];西南大学;2011年
3 侯明义;多组搬运机器人运输算法的研究[D];哈尔滨理工大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 曾吉勇;折反射全景立体成像[D];四川大学;2003年
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 孔晓东;基于图像的距离测量方法研究[D];安徽大学;2004年
2 刘权;移动机器人的跟踪控制与避障规划[D];南京理工大学;2003年
3 李会猛;自主移动机器人视觉系统研究[D];浙江大学;2005年
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6 王丽;移动机器人路径规划方法研究[D];西北工业大学;2007年
7 何强;基于图像序列的运动目标跟踪方法研究[D];重庆大学;2007年
8 许俊勇;移动机器人全景vSLAM研究[D];上海交通大学;2008年
9 黄健生;移动机器人的路径规划研究[D];浙江大学;2008年
10 崇洋;折反射全景立体成像和深度估算方法研究[D];国防科学技术大学;2008年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 邢青青;罗新斌;;基于小波去噪和机器视觉的边缘检测[J];四川有色金属;2009年01期
2 汪雨萌;钱桦;谭月胜;周满平;;五自由度采摘机械臂运动学通用算法应用[J];安徽农业科学;2012年03期
3 陈向伟,王龙山,刘庆民,崔治;基于CCD图像的圆度误差测量的研究[J];半导体光电;2004年04期
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6 石炜;郗安民;;LED芯片测试中基于形状的检测准则[J];半导体光电;2008年05期
7 高红霞;王姗;李政访;;表面贴装元件识别中的快速阈值分割算法[J];半导体技术;2006年09期
8 彭生祥,李凯;多移动机器人编队行进中的行为分解[J];北京服装学院学报;2004年01期
9 陈志;汪先兵;王璕;刘丽;骆远福;;采用指数积的三自由度机器人运动学方程[J];兵工自动化;2006年05期
10 翟大庆;;气轮机叶片未知曲面的机器人自动搜寻技术[J];兵工自动化;2006年09期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 崔博文;陈剑;陈心昭;;工业机器人在噪声测量上的应用研究?[A];2004“安徽制造业发展”博士科技论坛论文集[C];2004年
2 季铮;张剑清;詹总谦;;基于特征不变量的目标识别定位方法研究[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
3 刘磊;王永骥;;基于单目视觉的机器人动态目标识别与跟踪[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
4 周艳;唐权华;金炜东;;基于自适应噪声检测的彩色图像插值滤波算法[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
5 王福忠;刘海波;余发山;;基于双目立体视觉的移动机器人避障策略研究[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
6 陈文颉;刘劲;甘名刚;;基于NMI特征匹配及位置预测的目标自动跟踪及其DSP实现[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
7 方浩;李路;贾睿;窦丽华;;考虑地面影响因素的轮式机器人轨线跟踪控制联合仿真[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
8 卢韶芳;王琨;李瑜芳;陈运聪;;基于B样条曲线拟合的边界提取方法[A];中国自动化学会控制理论专业委员会A卷[C];2011年
9 张豫南;王双双;张健;宋杰;;基于虚拟样机的全方位移动平台运动控制研究[A];中国自动化学会控制理论专业委员会C卷[C];2011年
10 吴能伟;;3D靶标的摄像机标定方法[A];第九届全国信息获取与处理学术会议论文集Ⅱ[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 杨长强;激光扫描仪检校及车载激光点云的分类与矢量化研究[D];山东科技大学;2010年
2 王玉全;基于全景视觉的移动机器人同时定位与地图创建方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 孔凡芝;引线键合视觉检测关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
4 王文标;基于视觉测量的快速再制造成形系统关键技术研究[D];大连海事大学;2010年
5 孙贤斌;三维信息获取技术中定标与图形包含问题的研究[D];华中科技大学;2010年
6 韩守东;纹理建模与图切分优化方法研究[D];华中科技大学;2010年
7 孙建;基于外骨骼机器人技术的人体手臂震颤抑制关键技术研究[D];中国科学技术大学;2010年
8 陈志国;基于群体智能的机器视觉的关键技术研究[D];江南大学;2010年
9 关丛荣;条纹分隔颜色格雷码结构光三维测量技术研究[D];哈尔滨理工大学;2009年
10 贾奋励;电子地图多尺度表达的研究与实践[D];解放军信息工程大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 汪步云;水下作业机械手抓取力伺服控制的研究[D];安徽工程大学;2010年
2 黄冬琴;航空发动机精密铸件射线CR工艺研究[D];南昌航空大学;2010年
3 李瑞波;图像阴影的检测与去除算法研究[D];山东科技大学;2010年
4 雷云云;基于被动式四足机器人的运动学及动力学分析[D];山东科技大学;2010年
5 詹峰;井下煤仓清仓机器人机械臂结构设计与新型清仓技术研究[D];山东科技大学;2010年
6 郑灿东;输电线路除冰机器人控制系统的研究[D];山东科技大学;2010年
7 郑纪业;基于H.264的校园视频监控系统的设计与实现[D];山东科技大学;2010年
8 徐元;基于双目立体视觉的匹配算法研究[D];山东科技大学;2010年
9 齐晓飞;基于路径识别的机器人视觉导航技术的研究[D];长春理工大学;2010年
10 王立;面向非结构化地形的六足步行机器人运动规划研究[D];浙江理工大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王炎,周大威;移动式服务机器人的发展现状及我们的研究[J];电气传动;2000年04期
2 罗学科;李文;张翼;谢富春;;激光测距仪在工业大行程测量系统中的应用[J];中国工程机械学报;2006年01期
3 黄卜夫,熊蓉,黄琪,吴明光;基于视觉足球机器人无线通讯子系统的设计[J];工程设计学报(机械·设备和仪器的开发技术);2002年05期
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7 张明路,丁承君,段萍;移动机器人的研究现状与趋势[J];河北工业大学学报;2004年02期
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10 何新强;王宇俊;谭兴军;;偏心圆腿六足机器人控制电路设计[J];河南教育学院学报(自然科学版);2011年01期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 陈甫;六足仿生机器人的研制及其运动规划研究[D];哈尔滨工业大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 苏军;多足步行机器人步态规划及控制的研究[D];华中科技大学;2004年
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3 温素芳;基于模糊控制的移动机器人动态避碰的研究[D];哈尔滨工程大学;2005年
4 钟新华;移动机器人结构设计与运动控制方法研究[D];中南大学;2005年
5 赵伟;模块化机器人运动控制系统的研究与设计[D];武汉科技大学;2007年
6 储忠;六足仿生机器人的运动步态研究与控制系统设计[D];合肥工业大学;2007年
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10 王耀宾;超声导航移动机器人系统设计及模糊避障技术研究[D];中国海洋大学;2008年
【二级引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 段玉波;基于关节变量反馈的六足机器人闭环控制系统的研究[D];昆明理工大学;2012年
2 李君科;轮撬式越障机器人设计与分析[D];西南大学;2013年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张硕生,余达太;轮式移动机械手的点一点运动规划方法[J];北京科技大学学报;2001年01期
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中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 曾吉勇;折反射全景立体成像[D];四川大学;2003年
中国硕士学位论文全文数据库 前8条
1 曾珞亚;模糊神经网络的应用与研究[D];广西师范大学;2000年
2 张健;模糊神经网络模型算法研究与应用[D];大庆石油学院;2002年
3 汪晗;基于进化计算的多目标优化与决策方法研究[D];中国人民解放军国防科学技术大学;2002年
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5 倪菲;非完整机械手的运动特性与运动控制系统的研究[D];武汉理工大学;2004年
6 王宾;视频序列中运动目标检测与跟踪有关问题的研究[D];西北大学;2004年
7 王亮;智能移动机器人定位技术研究[D];哈尔滨工程大学;2004年
8 刘伟;RoboCup中型组机器人全景视觉系统设计与实现[D];国防科学技术大学;2004年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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5 陈华志,谢存禧;移动机器人导航及其相关技术的研究[J];机床与液压;2003年04期
6 龚建伟,陆际联,高峻尧;移动机器人失控的安全防范[J];机器人;2003年04期
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 张鑫;闫茂德;刘玉东;巨永锋;;未知环境下基于禁忌搜索的移动机器人自主导航[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
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4 李俊泉;尹怡欣;;基于心理动力机制的移动机器人[A];2005年中国智能自动化会议论文集[C];2005年
5 周火凤;马保离;;离轴式拖车移动机器人的路径跟踪控制[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
6 周光明;陈宗海;胡玉锁;陈春林;;复杂未知环境下移动机器人自主探测算法研究[A];'2003系统仿真技术及其应用学术交流会论文集[C];2003年
7 鲁守银;马培荪;姜葵峰;;基于机器人的锅炉鳍片管道自动检测技术[A];首届信息获取与处理学术会议论文集[C];2003年
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9 马钊;马保离;;参数不确定拖车移动机器人的直线路径跟踪[A];中国自动化学会控制理论专业委员会C卷[C];2011年
10 王鸿鹏;刘景泰;;基于非线性Kalman滤波器的轮式滑动转向移动机器人定位误差分析[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 编译 王金元;微型机器人 虫子般灵巧[N];北京科技报;2005年
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3 记者 杜华斌;美研制出世界最小移动机器人[N];科技日报;2005年
4 铭心孙伟;中国机器人首次上南极[N];中国质量报;2007年
5 王笑梅;沈阳机器人开始首次南极科考之旅[N];辽宁日报;2007年
6 通讯员 张婵记者 毕玉才 苗家生;国产机器人将首次登上南极[N];光明日报;2007年
7 本报记者  贾旮菲;“新松”恨不高千尺[N];现代物流报;2006年
8 高级记者 马驰;新松公司:不断征服新领域[N];沈阳日报;2010年
9 张建松;特殊队员加盟南极科考[N];大众科技报;2007年
10 记者 王炳坤;机器人[N];新华每日电讯;2004年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 周卫华;连续切换全向轮及其移动机器人的各向异性分析及优化控制[D];浙江大学;2013年
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6 马勇;多移动机器人路径规划研究[D];华中科技大学;2012年
7 孙昊;基于声达时间差的移动机器人声源目标定位方法研究[D];河北工业大学;2012年
8 杨放琼;基于信息融合的移动机器人定位导航及其深海采矿应用研究[D];中南大学;2010年
9 李鹏;不完善信息融合技术及其在移动机器人中的应用[D];华中科技大学;2010年
10 茅力非;两轮自平衡移动机器人建模与控制研究[D];华中科技大学;2013年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 朱俊;移动机器人路径规划及其控制策略的研究[D];西南大学;2010年
2 王友胜;FastSLAM2.0控制算法与PGR导航法则结合应用的可行性研究[D];大连交通大学;2010年
3 虞杨阳;基于模糊PID控制技术的移动机器人研究[D];中北大学;2011年
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5 王振士;基于ARM和μC/OS-II的移动机器人控制系统设计和路径规划研究[D];南京航空航天大学;2010年
6 崔峰;基于GPS/GIS/GSM的移动机器人定位技术研究[D];河北工业大学;2004年
7 杨延祥;移动机器人运动规划及跟踪控制研究[D];燕山大学;2011年
8 戈新良;基于多种传感器信息融合的移动机器人的环境辨识[D];河北工业大学;2003年
9 王明昕;移动机器人运动学分析研究及本体结构设计[D];南京航空航天大学;2004年
10 宋威;基于信息素的群体移动机器人控制系统研究[D];武汉理工大学;2010年
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