移动机器人文献综述

文献综述

前 言

随着科学技术的迅速发展和人民生活水平的日益提高，机器人已经应用到军事、工业生产、海空探索、医学、农业、服务业、娱乐业等各个领域，机器人的出现有力的推动了科技的进步和社会经济的发展，带给人们巨大的经济财富。机器人技术是在新技术革命中迅速发展起来的一门新兴学科，是人类最伟大的发明之一，其研究一直是国内外极为重视的高技术领域，各国的研究机构已经根据需要研制出多种不同用途的机器人。移动机器人是机器人学中的一个重要分支，具有重要的军用和民用价值。

美国机器人协会（Robot Institute of American）定义机器人为：机器人是一种用来移动材料、零件、工具或特定装置的可重新编程的多功能操作器，可通过改变编程运动来执行不同的任务。从二十世纪六十年代第一台机器人诞生以来，机器人的应用越来越广泛，几乎渗透到所有领域。移动机器人的发展共经历了三个阶段：第一代机器人属于可编程示教再现型 ， 第二代则具有一定感知功能和自适应功能的离线编程机器人， 第三代机器人是智能机器人 ， 它不仅具有感觉能力 ， 而且还具有独立判断和行动的能力。

按不同的分类方法可将移动机器人分为很多种类：按控制方式或自主水平来分，分为遥控式移动机器人、半自主式

多移动机器人通信技术综述

多移动机器人通信技术综述

孙亮１　　张永强２　　乔世权２

１．　河北科技大学人事处　　０５００１８２．　河北科技大学信息科学与工程学院

移动机器人技术是近年来发展起来的一门综合学科，集中了机械、电子、计算机、自动控制等多学科最新研究成果，代表了机电一体化的最高成就。随着移动机器人在各领域的应用，人们对

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器人系统中各机器人了解其它机器人的意图、目标和动作以及当前环境状态等信息，进而进行有效的磋商，协作完成任务。机器人之间的通信一般分为隐式通信和显式通信两类。

隐式通信系统通过外界环境和自身传感器来获取所需的信息并实现相互之间的协作，机器人之间没有直接进行信息交换。在隐式通信中机器人在环境中留下某些特定信息，其通过传感器获取外界环境信息的同时，也可能获取到其它的机器人遗留下的信息。此多机器人系统中，各机器人之间不存在数据的显式交换，所以无法使用一些高级的协调协作策略，降低了完成复杂任务的能力。

使用显式通信的多机器人系统利用特定的通信介质，快速有效地完成各机器人间信息的交互，实现许多在隐式通信下无法完成的高级协调协作策略。但由于多机器人系统在通信的实时性、可靠性等方面有特殊要求，所以针对适用于多机器人系统分布式控制结构的特定环境

文献综述

摘要 目前有关并联机器人精度方面的研究工作还比较薄弱,为采取有效措施提高并联机构的精度,通过对3-RRR并联机器人机构的分析,针对传统D-H参数法的局限性,采用微分理论,建立了该并联机器人机构的精度模型,通过计算机仿真,针对单条支链多个结构参数误差,比较全面的分析了结构参数对输出位姿误差以及位姿变化对机器人机构精度的影响。分析结果为:机构中所有结构误差随着X轴正向增大而单调增大;运动支链在关节转角处的误差单调上升的比其他结构快。为该机器人机构实际误差补偿与控制提供了理论依据。

关键词 3-RRR 并联机器人 精度

一、 发展趋势

由于20世纪70年代机电一体化技术的不断发展和广泛应用，使传统意义上的机器和机构的概念已有很大的发展。“现代机械”概念的形成成为机构学发展的一个新的里程碑，可以毫不夸张地说，现代机构学正在逐步形成。机构学中不断新内容、新方法、新理论正有待于我们去研究。现代机构的类型综合和设计方法将会不断展开，逐步深入。将机构扩大为驱动元件与机构的集合将会大大有利于机构的创新和机构运动控制的研究和应用。对驱动元件进行可编程控制即可实现复杂多变的输出运动，使原来“刚性化”的输出发展成“柔性化”输出，从而使机构有了质

机器人文献综述

摘要：机器人是一种由主体结构、控制器、指挥系统和监测传感器组成的，能

够模拟人的某些行为、能够自行控制、能够重复编程、能在二维空间内完成一定工作的机电一体化的生产设备。机器人技术是综合了计算机、控制论、机构学、信息传感技术、人工智能、仿生学等多学科而形成的高新技术。是当代研究十分活跃、应用日益广泛的领域。也是一个国家工业自动化水平的重要标志。

关键词：机器人历史 机器人分类 移动机器人技术

一、引言

机器人是当代自动化技术和人工智能技术发展的典型体现，也代表着制造技

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术发展的新水平，是一种由主体结构、控制器、指挥系统和监测传感器组成的，能够模拟人的某些行为、能够自行控制、能够重复编程、能在二维空间内完成一定工作的机电一体化的生产设备。机器人尤其是工业机器人的广泛应用，极大提高了生产力。目前世界上使用的机器人已有百万之多，并且次数目仍在快速增长。其应用领域也从传统的制造业、军事应用逐步扩展到服务业、空间探索等。

二、机器人历史的发展

2015年，国内版工业4.0规划——《中国制造2025》行动纲领出台，其中提到，我国要大力推动优势和战略产业快速发展机器人，包括医疗健康、家庭服务、教育娱乐等服务机器人应用需求。那么机器人发展阶段

本科毕业设计 题目：

学 院: 专 业: 学 号: 学生姓名: 指导教师: 日 期:

移动机器人FastSLAM算法研究

武汉科技大学本科毕业设计

摘 要

移动机器人同时定位与地图创建是实现未知环境下机器人自主导航的关键性技术，具有广泛的应用前景，也是目前机器人研究的热门课题之一。基于卡尔曼滤波器的SLAM算法有计算的复杂性以及对数据融合误差非常敏感的缺点，使其不能再实际环境中得到广泛应用。

为解决传统SLAM算法的缺陷，介绍了一种基于Rao-Blackwellized粒子滤波器的FastSLAM方法，该方法将SLAM问题分解为对机器人姿态和路标在地图中的位置的递归算法。每一粒粒子都有对应的地图，再将地图估计分解成N个独立的特征估计，路径估计采用粒子滤波器，地图估计采用扩展卡尔曼滤波器。

FastSLAM有机地将粒子滤波器与卡尔曼滤波器集成在一起，鲁棒性地解决数据关联和多目标跟踪问题，其时间消耗与路标的数量成对数关系，计算量小，用时短。

基于Rao-Blackwellized粒子滤波器的FastSLAM算法是一种高效的机器人同步定位和绘制地图的算法，其具有高效性和准确性，该方法使用提高了机器人地图创建

华 中 科 技 大 学 研究生课程考试答题本

考生姓名 考生学号 系、年级 类 别 考试科目 智能移动机器人 考试日期 2014年12月26日

评 分

题 号 得 分 题 号 得 分

总 分： 评卷人：

注意：1、无评卷人签名试卷无效

2、必须用钢笔或者圆珠笔阅卷，使用红色。用铅笔阅卷无效

（双面打印）

Control Architectures for Intelligent

Mobile Robots

Abstract. Control architecture is a very important concept for the design of intelligent mobile robots. This article has

移动机器人路径规划技术研究

摘要: 研究移动机器人路径规划问题。针对传统移动机器人路径规划算法搜索时间长, 效率低, 寻优能力差等问题, 提出了一种基于粒子群算法的机器人路径规划方法。该方法首先采用神经网络描述机器人工作环境,在此基础上通过坐标变换建立新地图; 然后将机器人路径表示为粒子位置, 并以路径长度为粒子群的适应度值; 最后粒子之间的相互协作, 不断更新粒子位置和速度, 获得一条从起始点到目标点全局最优路径。在 MATLAB平台上对该方法进行了仿真, 实验结果表明, 基于粒子群的机器人路径规划方法提高了路径规划的计算效率和可靠性, 可应用于机器人的实时导航。 关键词: 移动机器人; 粒子群算法; 路径规划

0 引言

移动机器人是集环境感知、动态决策、行为控制与执行的多功能于一体的综合性系统 ,目前广泛应用于航空航天、军事侦查、安全医疗和家庭服务等行业. 移动机器人的研究涉及到许多领域 ,包括光学、机械、微电子、自动控制和人工智能等,由于其作业环境的复杂性 ,决定了路径规划技术在移动机器人研究中的重要地位. 本文系统的阐述了移动机器人路径规划技术的研究现状和发展趋势

1 路径规划

路径规划是移动机器人研究领域的核心问题之一。所谓路径规划是指移

移动机器人路径规划技术研究

摘要: 研究移动机器人路径规划问题。针对传统移动机器人路径规划算法搜索时间长, 效率低, 寻优能力差等问题, 提出了一种基于粒子群算法的机器人路径规划方法。该方法首先采用神经网络描述机器人工作环境,在此基础上通过坐标变换建立新地图; 然后将机器人路径表示为粒子位置, 并以路径长度为粒子群的适应度值; 最后粒子之间的相互协作, 不断更新粒子位置和速度, 获得一条从起始点到目标点全局最优路径。在 MATLAB平台上对该方法进行了仿真, 实验结果表明, 基于粒子群的机器人路径规划方法提高了路径规划的计算效率和可靠性, 可应用于机器人的实时导航。 关键词: 移动机器人; 粒子群算法; 路径规划

0 引言

移动机器人是集环境感知、动态决策、行为控制与执行的多功能于一体的综合性系统 ,目前广泛应用于航空航天、军事侦查、安全医疗和家庭服务等行业. 移动机器人的研究涉及到许多领域 ,包括光学、机械、微电子、自动控制和人工智能等,由于其作业环境的复杂性 ,决定了路径规划技术在移动机器人研究中的重要地位. 本文系统的阐述了移动机器人路径规划技术的研究现状和发展趋势

1 路径规划

路径规划是移动机器人研究领域的核心问题之一。所谓路径规划是指移

摘 要

智能作为现代的新发明，是以后的发展方向，他可以按照预先设定的模式在一个环境里自动的运作，不需要人为的管理，可应用于科学勘探等等的用途。智能机器人就是其中的一个体现。本次设计的简易机器人，采用单片机作为小车的检测和控制核心；采用视觉传感器解决室内智能机器人的定位问题，实现机器人在复杂室内环境中的“完全自主” 。能使机器人在未知的环境下，通过自身传感器测量周围环境数据，逐渐估计自身位置和运动状况，并把信号反馈到单片机，使单片机按照预定的工作模式控制小车使小车能按照任意给定的黑色引导线平稳地寻迹。

本次课题研究的内容是基于视觉移动机器人的设计与分析。内容包括： 1.机械结构设计：机器人采用两轮独立驱动的履带结构，动力源采用直流无刷电机，减速和传动装置采用齿轮带传动，利用差速移动平台实现机器人的转向，选用增量式光电编码器进行对机器人速度的检测，实现机器人的定位。

2.控制结构设计：控制部分采用AT89C51型号单片机进行接受命令和产生驱动信号，电机的驱动部分采用L293D控制芯片，芯片利用接受到的单片机发出的信号来控制电机的转速。

3. 传感器部分：利用视觉传感器进行机器人的测距算法，视觉传感器位于机器人的传感器层

本设计结构简单，较容易实现

南昌航空大学科技学院学士学位论文

轮式移动机器人的结构设计

摘要：本文首先对机器人的国内为发展现状做了介绍，同时根据设计要求对机器人

的整体方案进行了分析，包括几何尺寸、控制芯片的选择。然后从机器人性能要求的角度出发，分别对机器人的运动方式、模型结构和车体成型方式做了比较，最终确定了非完整约束轮驱四轮式移动结构模型——后轮同轴驱动，前轮转向的轮型机器人。 本文对移动机器人硬件结构做了详细的可行性分析及设计，并且做了相应的计算、校核，主要包括：驱动轮电机和转向轮电机的选择；齿轮的设计计算和校核；前后减震系统以及转向机构设计和车体的一些机械结构设计等。对轮式移动机器人的运动学特性进行了分析，建立了不考虑滑行、刹车等的轮式移动机器人的运动学模型。 最后，本文对所作研究和主要工作进行了总结，并将设计的轮式机器人的结构进行联合调试。实验结果表明，该系统性能稳定、可靠，可控制性高，安全性高，达到了本设计的设计要求。

关键字：轮式移动机器人 运动学模型 结构设计

指导老师签名：

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南昌航空大学科技学院学士学位论文

The structu