机械臂运行过程中,机械臂之间及机械臂与外部环境中的人和物易发生碰撞,造成财产损失或人员受伤甚至死亡。针对此,在对比分析目前主流的路径规划算法后,将卷积神经网络与RRT Connect算法进行融合,弥补了原始算法随机性强、算法执行效率慢等缺点;同时将数字孪生引入到碰撞检测过程中,建立起虚实系统之间的数据交互,实现对抓取系统的实时监测。最后,基于CoppeliaSim软件搭建了机械臂孪生仿真平台并开展了仿真实验。结果表明提出的检测方法具有抓取精度高、稳定性强及可靠性高的优势。

针对目前机械臂路径规划的主流算法,如RRT算法、蝴蝶算法和人工势场法等在全局搜索时易遇到寻优精度低、收敛速度慢,在局部搜索时易陷入局部最优解等问题,提出一种改进蝴蝶搜索算法。针对基本蝴蝶算法在种群初始化时添加了Cubic映射,在进行全局和局部搜索时加入非线性惯性权重系数和融入樽海鞘群算法,在确定最优解后加入了柯西变异,以此来提高算法收敛速度和寻优精度等问题。通过MATLAB构建六自由度机械臂和三维空间障碍物的三维模型,并进行仿真实验。结果表明改进后的蝴蝶算法增强了收敛速度和寻优精度。最后进行了真机实验,验证了改进后的蝴蝶算法能够快速实现机械臂的路径规划。

移动机器人路径规划可分为两种类型:(1)全局路径规划;(2)局部路径规划.本文分析了Kohonen神经网络算法及其识别机理,提出了Kohonen神经网络和BP神经网络结合起来进行路径规划的方法,最后给出了具体的算法,探讨了在神经网络技术中引入学习机制的特点.

为了实现四旋翼无人机的自主飞行,设计了该智能导航控制系统。飞行控制器采用陀螺仪与三轴加速度传感器相结合的方式检测飞行器姿态,通过ATMEGA644芯片分别控制4个电机驱动模块调速来实现飞行姿态的改变。导航系统通过ARM7控制GPS模块与电子罗盘,获取飞行器的实时位置,并利用软件滤波的方式提高了定位精度。设计了上位机控制软件,可加载数字地图并且设置飞行路线,通过无线串口与无人机通讯,实现无人机的智能自主飞行。通过实验证明该系统能够实现智能导航的功能。

针对公共卫生领域消毒机器人存在开发成本高、维护性差等问题,提出一种基于机器人操作系统(ROS)的消毒机器人控制系统方案。该方案基于分层控制的理念将消毒机器人的控制系统分为用户层、决策层以及执行层,各层次功能明确,耦合性低、复用性好、灵活性高。用户层主要用来接收用户的应用指令,起到人机交互的作用;决策层主要承担机器人语音识别、定位与导航、路径规划等核心预算;执行层主要执行决策层发送过来的控制指令,控制机器人运动以及消毒工作。试验结果表明,该控制系统具有可靠性高、灵活性好、低成本等优点。

在路径规划时,为使机器人具有高精度定位能力,应考虑可定位性对规划路径的影响。在经典A^(*)路径规划算法基础上,提出一种改进型A^(*)路径规划方法,在搜索路径过程中考虑可定位性。引入克拉美-罗下界预测任一栅格定位方差的上界,将方差上界转化为定位信息熵描述可定位性。设计全新的代价函数,将可定位性纳入其中以综合评估搜索路径。结果表明:与经典A^(*)算法相比,改进方法所得路径能成功避开可定位性差的区域,使路径规划结果具有更高的实用性。

为解决传统人工势场法在路径规划中存在的缺陷,对目标不可达和局部极小点的情况进行了分析。将引力函数分段,避免引力过大而碰到障碍物的情况;通过引入机器人与目标点之间的距离因子,对斥力势场的生成和计算机制进行改进,以解决障碍物在目标点附近时的不可达问题。在已改进人工势场函数的基础上,提出一种用偏转角度来构建附加牵引力的方法以解决局部极小点问题。在MATLAB中对改进的算法进行了对比仿真实验,实验结果表明了该方法的有效性和可行性。

针对建筑行业幕墙金属构件的加工特点,设计了操作简单、快速高效的开放式幕墙金属构件专用数控系统,实现了标准图元到G代码的快速转换。文章重点论述了数控系统中所运用的图元自动数控编程的关键技术、具体实现方法和数据处理方式,实现了基于模板的G代码输出。在进行机床加工路径规划的过程中,针对遗传算法在路径搜索中容易出现的收敛过慢和容易早熟的问题,运用了改进的遗传算法对专用数控系统的加工路径进行进一步优化,提高了数控系统的加工效率和稳定性。

在标准粒子群算法的基础上加入混沌初始化、变异以及杂交操作。改进算法在保持标准粒子群算法结构简单、收敛速度快等特点的同时增加了种群的多样性,扩大了粒子搜索空间,有效克服了算法的早熟收敛问题,获得了从起点到终点的最优路径,证明了该方法的有效性和实用性。

机器人要实现其自主化运动,路径规划是其核心技术.文中对比分析了不同路径规划方法的优缺点,提出了基于遗传算法和蚁群算法的智能路径规划法,并在此基础上进行机器人足球比赛试验,结果表明智能路径规划法能提高机器人的行动速度和目标捕捉.