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基于SMC控制的轮式机器人轨迹跟踪 预览
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作者 任鹏飞 李罡 +1 位作者 韩家乐 李保龙 《河南工程学院学报:自然科学版》 2019年第3期41-44,共4页
轮式机器人是典型的非线性欠驱动系统,针对其运行过程中存在的干扰不可控问题,提出了SMC控制器设计方案。以轮式机器人数学模型为基础,完成了位置控制规律及姿态控制规律的计算,以及双闭环SMC控制器的设计,有效降低了参数整定对设计经... 轮式机器人是典型的非线性欠驱动系统,针对其运行过程中存在的干扰不可控问题,提出了SMC控制器设计方案。以轮式机器人数学模型为基础,完成了位置控制规律及姿态控制规律的计算,以及双闭环SMC控制器的设计,有效降低了参数整定对设计经验的依赖。通过软件仿真对所提的控制方案进行测试,仿真结果表明,轮式机器人位置及其前进方向在4s后即达到目标位置并保持在目标值,在干扰存在的情况下,控制器有效实现了轮式机器人的轨迹跟踪。 展开更多
关键词 轮式机器人 滑模控制 双闭环 欠驱动系统
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基于电磁导航的高速轮式机器人控制系统的设计与实现 预览
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作者 唐明会 高进可 王琪 《自动化技术与应用》 2019年第5期45-47,86共4页
设计并实现了一个以NXP S9KEAZ128单片机为控制核心,基于电磁导航的、微缩型差速转向轮式机器人控制系统。为了满足机器人做高速路径跟踪运动的要求,改进了硬件设计和路径检测算法,并研究了能够有效减少PWM驱动电机系统的电磁干扰(EMI)... 设计并实现了一个以NXP S9KEAZ128单片机为控制核心,基于电磁导航的、微缩型差速转向轮式机器人控制系统。为了满足机器人做高速路径跟踪运动的要求,改进了硬件设计和路径检测算法,并研究了能够有效减少PWM驱动电机系统的电磁干扰(EMI)的方法。提出了一种以方向环为外环,角速度环为内环的串级控制策略来控制差速转向。使用MPU6500陀螺仪检测路径的曲率,并根据曲率和方向偏差调整速度,实现方向和速度的协调控制。实验结果证明,该设计能够使机器人实现高速、稳定地跟踪路径并且与传统方案相比平均速度提高了25%。 展开更多
关键词 NXP S9KEAZ128 电磁导航 轮式机器人 串级控制
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适用于轮式机器人的单目视觉行人跟踪方法 预览
3
作者 石祥滨 周正 张德园 《沈阳航空航天大学学报》 2019年第3期51-58,共8页
为解决单目视觉行人跟踪算法存在的漂移、变化等问题,提出一种适用于轮式机器人的单目视觉行人跟踪方法。采用SSD深度学习框架检测行人,通过目标位置状态和颜色特征加权融合匹配目标行人;使用先验尺度信息的单目测距方法获取行人与机器... 为解决单目视觉行人跟踪算法存在的漂移、变化等问题,提出一种适用于轮式机器人的单目视觉行人跟踪方法。采用SSD深度学习框架检测行人,通过目标位置状态和颜色特征加权融合匹配目标行人;使用先验尺度信息的单目测距方法获取行人与机器人的相对位置,并根据行人距离计算轮式底盘运动速度控制机器人跟踪行人运动。最后,进行了在公共数据集上的行人跟踪实验和机器人跟踪行人运动实验,结果表明系统可以实现单目视觉轮式机器人跟踪行人运动。 展开更多
关键词 轮式机器人 跟踪 单目测距 运动控制 SSD深度学习
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防爆轮式巡检机器人设计及应用 预览 被引量:1
4
作者 朱宇昌 李军伟 +2 位作者 张树生 裴文良 孙宁 《制造业自动化》 CSCD 2019年第2期39-40,51共3页
针对石油化工等企业重要设备的巡检、监控问题,研制了一种实用的、可以代替人工巡检,集图像识别、视频监控、故障判断和报警等功能为一体的防爆轮式巡检机器人系统,阐述了防爆轮式巡检机器人组成结构和功能特点,利用该巡检机器人系统可... 针对石油化工等企业重要设备的巡检、监控问题,研制了一种实用的、可以代替人工巡检,集图像识别、视频监控、故障判断和报警等功能为一体的防爆轮式巡检机器人系统,阐述了防爆轮式巡检机器人组成结构和功能特点,利用该巡检机器人系统可以实现对石化企业等易燃易爆高危环境下的管道、仪表、阀门等设备的自动巡检,实现无人值守的目标。 展开更多
关键词 防爆 轮式机器人 巡检 图像识别
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未知环境下室内轮式机器人路径规划算法 预览
5
作者 李轩 刘晓东 石祥滨 《沈阳航空航天大学学报》 2019年第3期66-73,96共9页
针对轮式机器人在室内环境未知情况下的路径规划问题,提出一种静态和动态路径规划相结合的混合算法。通过对环境信息进行聚类处理,判断障碍物的类型。当环境中不存在动态障碍物时,采用基于R-QRRT算法的静态路径规划,通过区域量化和方向... 针对轮式机器人在室内环境未知情况下的路径规划问题,提出一种静态和动态路径规划相结合的混合算法。通过对环境信息进行聚类处理,判断障碍物的类型。当环境中不存在动态障碍物时,采用基于R-QRRT算法的静态路径规划,通过区域量化和方向引导,改善了RRT算法的随机性和效率。环境中存在动态障碍物时,采用D-APF算法的动态路径规划,采用评估障碍物对机器人的影响程度,选择性忽略某一障碍物,以解决APF算法易陷入局部最小值的问题。最后通过MATLAB仿真验证了R-QRRT算法和D-APF算法的可行性,在真实环境下进行轮式机器人路径规划实验,实验结果表明所提出的混合路径规划算法在室内环境未知情况下具有良好的路径规划效果。 展开更多
关键词 室内未知环境 轮式机器人 路径规划 障碍物类型识别 R-QRRT算法 D-APF算法
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多采样寻优的双向RRT路径规划算法 预览
6
作者 张亚琨 高泽东 +1 位作者 曹杰 肖宇晴 《计算机仿真》 北大核心 2019年第2期319-324,共6页
针对快速扩展随机树(RRT)算法因采用全局的均匀随机采样策略导致路径生长无导向性、规划速度过慢的问题,提出一种多采样寻优的双向RRT路径规划算法(MSB-RRT)。该算法在随机点采样策略上使用多采样点方法,同时随机生成多个候选采样点,选... 针对快速扩展随机树(RRT)算法因采用全局的均匀随机采样策略导致路径生长无导向性、规划速度过慢的问题,提出一种多采样寻优的双向RRT路径规划算法(MSB-RRT)。该算法在随机点采样策略上使用多采样点方法,同时随机生成多个候选采样点,选取距目标点最近的点作为最终采样点,使得RRT扩展具有目标导向性,最后通过无障碍直连方法判断两棵RRT是否连通。通过仿真将MSB-RRT算法与RRT、Bi-RRT和GB-RRT算法进行性能对比,结果表明MSB-RRT算法显著提高了路径规划速度,加快了算法的收敛。实际场景中的轮式机器人试验,验证了MSB-RRT算法的有效性和实用性。 展开更多
关键词 快速扩展随机树 路径规划 轮式机器人
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轮式机器人的末端位姿测量与误差补偿控制 预览
7
作者 陈晓生 《智能计算机与应用》 2019年第4期274-277,共4页
为了提高轮式机器人控制的稳定性,提出基于稳态跟踪识别的轮式机器人的末端位姿测量与误差补偿控制方法,构建轮式机器人弹性连杆机构的动力学模型,在给定的加速度约束下进行轮式机器人弹性连杆机构的参数辨识,在机器人的运动平面内采用... 为了提高轮式机器人控制的稳定性,提出基于稳态跟踪识别的轮式机器人的末端位姿测量与误差补偿控制方法,构建轮式机器人弹性连杆机构的动力学模型,在给定的加速度约束下进行轮式机器人弹性连杆机构的参数辨识,在机器人的运动平面内采用标准卡尔曼滤波模型进行运动姿态参数融合处理,根据轮式机器人的末端位姿进行参数自适应调节,采用比例-微分控制模型进行机器人的末端位姿测量与误差补偿控制,采用多步迭代方法实现轮式机器人的轨迹跟踪和位姿测量,提高机器人的位姿精度.仿真结果表明,采用该方法进行轮式机器人的末端位姿测量的准确性较高,误差补偿控制能力较好,具有较好的稳健性和鲁棒性. 展开更多
关键词 轮式机器人 末端位姿测量 误差补偿 控制
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改进ORB的轮式机器人视觉导航算法 预览
8
作者 成怡 佟晓宇 朱伟康 《天津工业大学学报》 CAS 北大核心 2019年第5期58-63,共6页
为实现轮式机器人的自主导航和自主控制,针对传统视觉导航技术中ORB算法的特征点分布均匀程度较低、算法耗时较长的缺点,提出一种改进ORB算法:构建尺度空间金字塔对每层图像进行网格划分,增加空间尺度信息;设置感兴趣区域,采用改进FAST... 为实现轮式机器人的自主导航和自主控制,针对传统视觉导航技术中ORB算法的特征点分布均匀程度较低、算法耗时较长的缺点,提出一种改进ORB算法:构建尺度空间金字塔对每层图像进行网格划分,增加空间尺度信息;设置感兴趣区域,采用改进FAST角点提取方法提取特征点;引入非极大值抑制方法,抑制低阈值特征点的输出;基于区域图像特征点分布的方差数值评价待检测图像中特征点分布的均匀程度。实验结果表明:使用改进ORB算法提取到的特征点分布均匀程度较高,匹配效果较好,特征点重叠现象降低,算法耗时较短;当特征点期望数值为3000时,图像中特征点分布的均匀程度提高71.13%,耗时降低比率为69.52%,说明该算法可以更好地应用于轮式机器人执行视觉导航算法。 展开更多
关键词 轮式机器人 视觉导航 ORB算法 均匀程度 改进FAST
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基于MPU6050的轮式机器人姿态检测系统设计 预览
9
作者 李士琳 王春光 《南方农机》 2019年第17期16-16,19共2页
轮式机器人在行驶过程中容易出现姿态控制偏差。基于此,本文设计了一种基于MPU6050模块的轮式机器人姿态检测系统,分析了系统硬件模块图,介绍了姿态检测系统软件设计。实验结果表明:该检测系统能够很好地解决轮式机器人行驶过程中容易... 轮式机器人在行驶过程中容易出现姿态控制偏差。基于此,本文设计了一种基于MPU6050模块的轮式机器人姿态检测系统,分析了系统硬件模块图,介绍了姿态检测系统软件设计。实验结果表明:该检测系统能够很好地解决轮式机器人行驶过程中容易出现姿态控制偏差的问题。 展开更多
关键词 轮式机器人 MPU6050 姿态检测
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一类非完整轮式机器人的编队一致性
10
作者 梁旭东 王思明 李伟杰 《信息与控制》 CSCD 北大核心 2019年第1期35-41,49共8页
讨论了一类具有非完整约束和有向通信拓扑的轮式机器人的编队一致性问题.基于Zipf分布设计了带有耦合权重的编队一致性协议,减少了机器人间的信息交换,降低机器人编队在复杂的通讯环境中对所有机器人状态信息的依赖程度.将多机器人系统... 讨论了一类具有非完整约束和有向通信拓扑的轮式机器人的编队一致性问题.基于Zipf分布设计了带有耦合权重的编队一致性协议,减少了机器人间的信息交换,降低机器人编队在复杂的通讯环境中对所有机器人状态信息的依赖程度.将多机器人系统的编队一致性问题转化为误差系统的稳定性分析问题,给出了机器人形成编队的一致性条件,并利用图论和李亚诺夫稳定性理论证明在该条件下可实现系统编队收敛到期望的队形和虚拟领导者的运动规律上的目标.仿真实验和实物实验验证了所设计编队一致性协议的有效性. 展开更多
关键词 轮式机器人 非完整约束 编队一致性 耦合权重 图论
基于单目视觉的轮式机器人目标定位及路径规划初探 预览
11
作者 张俊 欧阳孝培 《企业科技与发展》 2019年第8期76-77,80共3页
在现代社会的发展中,机器人的应用逐渐出现在多个领域,其中轮式机器人在家庭、服务行业、企业中均有不同的应用。文章对轮式机器人在自主导航问题中的目标定位和路径规划算法进行初步研究和应用。通过实验验证该方法可行且取得了较好的... 在现代社会的发展中,机器人的应用逐渐出现在多个领域,其中轮式机器人在家庭、服务行业、企业中均有不同的应用。文章对轮式机器人在自主导航问题中的目标定位和路径规划算法进行初步研究和应用。通过实验验证该方法可行且取得了较好的效果。 展开更多
关键词 轮式机器人 目标定位 路径规划 单目视觉
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轮式机器人避障控制系统研究 预览
12
作者 蔡卫国 陈思远 +1 位作者 刘志岩 王艺森 《机械工程与自动化》 2019年第4期15-16,19共3页
设计了一种具有自动避障功能的轮式机器人,利用Inventor软件对轮式机器人的机械本体进行实体建模,并制作了实物样机。选用ArduinoUnoR3电路板作为控制系统开发平台,由超声波传感器实时采集周围环境信息,由直流电机对驱动轮转速进行控制... 设计了一种具有自动避障功能的轮式机器人,利用Inventor软件对轮式机器人的机械本体进行实体建模,并制作了实物样机。选用ArduinoUnoR3电路板作为控制系统开发平台,由超声波传感器实时采集周围环境信息,由直流电机对驱动轮转速进行控制。最后,进行了机器人自动避障功能实验,实验结果表明:当机器人距离前方障碍物小于安全距离400mm时,机器人能够自行后退一定距离,然后向左或向右转向,从而实现安全避障。 展开更多
关键词 轮式机器人 自动避障 超声波传感器
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基于多传感器的信息融合算法改进 预览 被引量:1
13
作者 郎志宇 卢军 《成都信息工程大学学报》 2019年第1期49-53,共5页
由多传感器构成的嵌入式系统对采集到的不同数据进行融合计算的实时性要求较高,以携带有摄像头等传感器的轮式机器人巡线为例,通过传统的PID(比例、积分、微分的简称)算法策略并不能实现精准快速巡线运动。为解决这一问题,介绍一种差值... 由多传感器构成的嵌入式系统对采集到的不同数据进行融合计算的实时性要求较高,以携带有摄像头等传感器的轮式机器人巡线为例,通过传统的PID(比例、积分、微分的简称)算法策略并不能实现精准快速巡线运动。为解决这一问题,介绍一种差值融合多态PID反馈调节控制方法,此方法优化了PID公式中的积分项和微分项,提高了融合计算效率,而且输出数据更加精确,从而实现精准快速的机器人巡线运动。通过对比实验验证与传统的PID算法,文中介绍的算法在轮式机器人巡线轨道复杂的状况下也显示出良好的健壮性,并且在摄像头实时性目标识别上也有良好的表现。 展开更多
关键词 多传感器 信息融合 加权平均法 PID 轮式机器人
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移动机器人速度饱和约束下的轨迹跟踪控制 预览
14
作者 王立玲 董力元 +2 位作者 马东 刘秀玲 王洪瑞 《机床与液压》 北大核心 2019年第21期1-4,共4页
针对非完整轮式移动机器人运动中普遍存在的速度饱和约束,提出一种全局渐进稳定的反馈跟踪控制器。基于状态反馈构造新的虚拟控制量,利用Lyapunov定理构造运动学控制律;利用移动机器人速度饱和约束和受限控制参数实现其有界速度控制;进... 针对非完整轮式移动机器人运动中普遍存在的速度饱和约束,提出一种全局渐进稳定的反馈跟踪控制器。基于状态反馈构造新的虚拟控制量,利用Lyapunov定理构造运动学控制律;利用移动机器人速度饱和约束和受限控制参数实现其有界速度控制;进行了相应的稳定性分析。与不考虑速度饱和约束的控制器进行了仿真对比,结果表明:其实际轨迹更能平滑逼近其参考轨迹,提高了轨迹跟踪的精度。 展开更多
关键词 轮式机器人 运动学模型 速度饱和约束 LYAPUNOV函数 虚拟控制量
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四足机器人设计 预览
15
作者 吴文秀 易群力 李超 《内江科技》 2018年第9期41-42,共2页
相较于轮式机器人,足式机器人虽然在速度及能耗效率方面略逊一筹,但在地形适应性方面却能展现出无比的优越性,故四足机器人是研究的重点。本文首先采用D-H杆法研究正运动学,用投影法研究逆运动学,之后分析得出关节角和足端的关系;然后利... 相较于轮式机器人,足式机器人虽然在速度及能耗效率方面略逊一筹,但在地形适应性方面却能展现出无比的优越性,故四足机器人是研究的重点。本文首先采用D-H杆法研究正运动学,用投影法研究逆运动学,之后分析得出关节角和足端的关系;然后利用matlab得出足端的轨迹、位移、速度、加速度,最后用机器人套件组装出四足机器人,用NorthSTAR软件编程,使机器人完成对角小跑步态、转弯步态。 展开更多
关键词 四足机器人 NorthSTAR 设计 MATLAB 转弯步态 轮式机器人 加速度 能耗效率
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基于51单片机的金属探测全方位移动智能小车 预览 被引量:2
16
作者 徐启明 《电子世界》 2018年第22期151-151,153共2页
随着电子技术、计算机技术和制造技术的飞速发展,智能化产品在现代社会显得日趋重要,它是今后发展的方向,可以在事先预定的程序下执行一系列的命令,无需人为进行管理,便可以完成预期所要达到的目标。金属探测全方位智能小车的设想在此... 随着电子技术、计算机技术和制造技术的飞速发展,智能化产品在现代社会显得日趋重要,它是今后发展的方向,可以在事先预定的程序下执行一系列的命令,无需人为进行管理,便可以完成预期所要达到的目标。金属探测全方位智能小车的设想在此情况下便应用而生。它以智能小车为载体代替人工,在某一区域自动进行循迹避障或遥控并智能的检测出金属物质然后作出反应。1引言智能小车,也称轮式机器人。 展开更多
关键词 智能小车 金属探测 全方位移动 51单片机 计算机技术 智能化产品 轮式机器人 电子技术
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四轮转向搬运平台硬件系统设计与实现 预览
17
作者 张小彤 林群煦 姚镇城 《物流工程与管理》 2018年第9期154-159,129共7页
为满足某轨道交通车辆公司的列车装配现场生产要求需研制一种拥有全方位移动能力的搬运平台。以Arduino Mega 2560作为控制核心,对搬运平台进行硬件系统的整体设计。
关键词 轮式机器人 硬件系统设计
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用树莓派+Arduino自制简单轮式机器人
18
作者 缪宇飏 《无线电》 2018年第7期12-14,共3页
制作这个项目的起因是大一下学期那会儿,我通过阅读学校图书馆里的《无线电》杂志开始接触树莓派(Raspberry Pi)和Arduino,其中树莓派给当初什么都不懂的我留下了非常深刻的印象:一个信用卡大小的板子竟然可以跑带有图形界面的GNU... 制作这个项目的起因是大一下学期那会儿,我通过阅读学校图书馆里的《无线电》杂志开始接触树莓派(Raspberry Pi)和Arduino,其中树莓派给当初什么都不懂的我留下了非常深刻的印象:一个信用卡大小的板子竟然可以跑带有图形界面的GNU/Linux操作系统。 展开更多
关键词 轮式机器人 树莓 LINUX操作系统 学校图书馆 图形界面 无线电 GNU 信用卡
轮式机器人实践与展望 预览
19
作者 李德毅 《无人系统技术》 2018年第1期1-10,共10页
未来人工智能将会从生产经济、社会生活等各方面深刻改变我们的世界。知识和智能将成为先进社会最重要的经济来源。文章将围棋脑和驾驶脑作为两种典型的人工智能案例进行阐述和分析,剖析了其研究意义、技术原理、存在问题以及发展趋势,... 未来人工智能将会从生产经济、社会生活等各方面深刻改变我们的世界。知识和智能将成为先进社会最重要的经济来源。文章将围棋脑和驾驶脑作为两种典型的人工智能案例进行阐述和分析,剖析了其研究意义、技术原理、存在问题以及发展趋势,提出知识和数据双驱动的人工智能,是值得当前关注的重点课题。展望未来,人类必定迎来人与机器人共舞的新时代,毋庸置疑,人类始终是领舞者。 展开更多
关键词 工智能 围棋脑 驾驶脑 轮式机器人
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无线网络环境下轮式机器人运动轨迹的跟踪与控制优化 预览
20
作者 董美英 《计算机与数字工程》 2018年第8期1532-1538,共7页
随着工业自动化技术的不断进步,移动机器人技术已经逐渐地融入到了各种工业生产场合,以替代人类完成各种恶劣条件下的工作和任务。轮式机器人作为非完整系统的典型代表,在所有移动机器人当中是应用范围最广,可控性最强的一种,通常在无... 随着工业自动化技术的不断进步,移动机器人技术已经逐渐地融入到了各种工业生产场合,以替代人类完成各种恶劣条件下的工作和任务。轮式机器人作为非完整系统的典型代表,在所有移动机器人当中是应用范围最广,可控性最强的一种,通常在无线网络环境下接受远端的实时控制,完成特定的任务。因此,借助无线网络,对其运动轨迹和移动模式进行研究,并提供行之有效的控制优化方法,成为了提高该类型机器人工作效率的重要途径。论文以轮式移动机器人为研究对象,建立了运动模型和基于误差调节的控制方法,并在此基础上引入了模型预测控制方法,成功地解决了无线网络时延对控制质量造成的影响,最后通过仿真实验验证该方法的有效性。 展开更多
关键词 无线网络 轮式机器人 运动模型 轨迹跟踪 模型预测
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