运动规划

摘要： 对具有自动方位识别和偏差纠正功能的双位导电胶片智能上料系统方案进行了研究。提出和采用基于权重系数法和经验模糊区间法、具有融合多指标计算综合和总成效果经验评估两者优点的综合计算评价-整体经验评估组合评价法,对上料系统多种方案进行了评价和选择,确定了最优设计方案。针对双胶片方位偏差的表达及纠正算法,采用四维坐标系和坐标旋转变换法进行了分析,提出广义修正量和广义偏差量概念及参量,并推导出两者的综合关系式和计算式。进行了上料系统运动流程的规划,确保系统运行的高效性。

摘要： 针对工业机器人模型构建复杂、轨迹规划算法实现困难、功能单一等问题,采用开源机器人操作系统搭建机器人控制系统,并对机器人的运动规划进行仿真和试验验证.首先利用SolidWorks软件创建机器人的统一机器人描述格式模型,并对其进行Moveit!功能包的配置;然后进行机器人空间直线和空间圆弧的轨迹规划,依据ROS的开放式运动规划库,生成空间轨迹的路径点信息;最后对路径点信息进行三次样条插值,并将插值后的数据通过EtherCAT总线下发给伺服驱动器,从而控制机器人实际运动.试验结果表明,机器人各关节运动轨迹平稳,精度较高,为机器人的实际运动规划提供了参考.

摘要： 人力加工由于存在局限性而不能满足部分机械加工的需求,机器人凭借其加工代码的复用性、系统的模块化和通用性的优势具备更好的应用前景。本文提出一种基于开源机器人操作系统(ROS)设计控制系统的方法,并以试验性能较好的UR5机器人为例阐述流程。建立机器人模型并导出统一机器人描述格式(URDF)文件到rviz可视化工具中。改进快速拓展随机树(RRT)算法以综合考虑角度和距离的权重,将改进RRT算法作为机器人控制系统的运动避障规划器。采用MoveIt进行仿真测试,发现机械臂能够很好地实现避障且使规划路径平滑;电脑端连接实体UR5机器人进行运动规划试验,观测到机械臂运动过程平稳且位置精度较高,运行过程中的关节角速度曲线平滑无大幅度突变。结果表明:改进的RRT算法在规划和避障上性能较好,ROS系统在机器人系统开发上有很大的应用前景。

摘要： 快速随机搜索树(RRT)算法是解决运动规划问题的典型算法。针对传统RRT算法采样效率低、不满足车辆运动学约束的缺陷,提出一种基于先验概率分布采样改进的RRT车辆运动规划算法。先利用环境信息生成初始解并根据其生成RRT采样的先验概率,再使用控制信号采样和航迹推演的方式进行搜索树扩展,最后用样条曲线连接目标。经仿真实验验证,提出的改进RRT算法能够高效规划出具有运动学可行性的轨迹。

摘要： 快速拓展随机树算法(RRT)在机械臂路径规划中存在随机性强、搜索效率低、规划路径长等问题,不能在货柜堆垛场景中取得相对最优的光滑路径。对此,该文提出了一种改进RRT-人工势场法混合算法进行货柜堆垛机械臂运动规划。首先,对传统快速拓展随机树算法进行改进,在传统快速拓展随机树算法的全局搜索的基础上引入目标搜索,增强了随机树的搜索效率,并使用改进后的算法进行全局路径规划;其次,对人工势场法进行改进,通过使用斥力势场范围大小作为阈值修正引力函数,使用机械臂末端执行器至末位置点影响修正斥力函数,并使用改进的人工势场法对局部路径进行优化;再次,使用三次非均匀B样条曲线对路径进行平滑处理,并将处理后的光滑路径作为机械臂末端执行器运动的最终路径。最后,在Python模拟场景中对改进算法进行可行性分析,并在ROS系统对机械臂堆垛运动进行应用仿真,验证了该方法的有效性和可行性。

摘要： 针对6自由度工业机器人末端轨迹不光顺、衔接速度慢、运动不平稳的问题,提出了一种基于非均匀B样条曲线的过渡模型和对应规划算法。使用5次非均匀B样条曲线,构建了G^(3)连续的空间轨迹过渡模型;根据轨迹过渡的拐角速度约束以及轨迹长度的相互制约关系,提出了自适应的速度前瞻算法;采用四阶龙格库塔-割线法,实现了样条曲线的插补;最后,利用安川HP20D机器人和Leica激光跟踪仪AT960进行实验,测量机器人末端TCP速度和加速度信息。实验结果表明,该过渡算法提升了多段连续轨迹的衔接速度,减小了速度波动,避免加速度突变,实现了机器人的平稳运动。

摘要： 为有效解决多无人地面车辆(Multi-UGVs)规划问题,结合其理论、技术和发展情况,阐述集中式和分散式两种规划架构,从任务规划方面分析和比较基于市场方法、基于竞拍方法、智能优化方法等3种方法,从运动规划方面分析和比较启发式搜索算法、势场法、路线图法等3种方法,总结当前面临的挑战及关键问题,并对发展方向进行展望,为Multi-UGVs规划技术的研究提供参考和借鉴。

摘要： 针对印后包装设备模切机在高低速模切时的不同要求及模切速度快速变速规划的需要,优化模切过程。首先,分析伺服驱动模切凸轮机构的运动过程;然后,优化模切驱动电机的整体运动规划,实现不同模切节拍下,切刀模切瞬间的速度不变,使下压阶段和提升阶段的电机最大扭矩保持平衡;随后,进一步对模切加减速段进行优化,设计非等腰三角形规划,以高效发挥模切驱动电机的性能。该控制策略能提高切刀寿命,提升模切整体效率。

摘要： 模型预测控制(model predictive control, MPC)已经被证明了在无人驾驶、移动机器人导航、机械臂路径规划、过程控制等诸多领域都拥有着出色的控制性能,然而传统的MPC控制不具有进化能力,在复杂的环境下系统往往很难得到最优的控制效果。因此,提出了一种结合经典进化策略(canonical evolution strategies, Canonical ES)的模型预测控制算法,并用于双轮差速移动小车的避障运动规划。在移动小车目标逼近运动规划的基础上,通过训练策略网络可以使得处于未知环境的移动小车快速有效地学习避障策略,并且对于局部最优陷阱拥有更优异的处理方法。仿真实验结果证明了该方法的可行性与高效性。

摘要： 为了实现机械臂的实时控制,满足工业自动化的需求,针对Linux系统下机械臂实时控制系统展开调研;叙述了当前机械臂实时控制的研究背景和有关于ROS(robot operating system)平台下机械臂实时控制系统的国内外发展现状;同时重点指出了Linux系统中进行实时性控制的解决方案以及使用的工具,总结了相关研究中解决实时控制系统的技术;结合机械臂实时控制的技术研究特点和目前存在的不足分析了未来的发展趋势。

摘要： 目前医生实施眼内手术的精度很大程度上受到人手生理颤抖的限制.针对这个问题,本项目展开了基于多刺入点约束的眼内手术机器人系统设计及相关研究,具体内容包括:基于新型远程运动中心(RCM)机构的多操作器机器人设计;操作器辅助机器人约束运动规划和控制;器械与软组织的作用机理研究;机器人稳定性研究,并通过实验验证了相关理论研究、模型、算法.

摘要： 水液压柱塞泵是水液压系统的关键元件,由于水介质的理化特性差异导致其泄漏、摩擦磨损、腐蚀、气蚀等现象比油压柱塞泵严重,为解决传统斜盘式水液压柱塞泵流量脉动大问题,提出了一种新型的直线电机驱动水液压柱塞泵结构.通过建立不同曲线的数学模型,研究了恒流量直线电机驱动柱塞泵的可行运动规划.应用AMESim软件,构建了两种不同配流方式的双直线电机双作用柱塞泵系统的仿真模型.仿真发现,采用柱塞配流间隔T/4相位差的三角波运动方案是实际流量脉动较小的优选运动规划.

摘要： 为保证航天器在复杂的空间环境中运行更加稳定可靠,航天器的在轨检测技术已成为在轨服务体系中一个重要的发展方向.针对目前航天器伴飞观测系统在近距离在轨检测技术中存在的技术局限,本项目将空间机器人作为待测航天器接近与伴飞的新型检测平台,研究一种基于空间机器人技术的航天器近距离在轨检测运动规划方法.由于空间伴飞机器人具有良好的机动性,并且其末端执行器可以携带不同的非接触贴近检测装置,因此该方法可满足多数航天器在轨近距离检测的需求.

摘要： 运动规划是非完整机器人导航的核心技术之一,本文总结了在不确定环境信息下非完整移动机器人的运动规划方法,列出了六类应用于机器人导航的运动规划方法,这些方法在移动机器人领域已得到广泛应用.本文重点介绍了六类运动规划算法的原理,并且列出了算法中所存在的缺点,且列出了对这些缺点所提出的针对性改进算法.

摘要： 本文针对飞机大部件自动对接装配过程,对运动部件建立数学模型,规划部件的运动,然后将部件的运动转换为定位器的运动.在运动规划完成后,分析了对接过程中误差产生的原因,提出了误差补偿的方法,并将该方法应用于某型号机的大部件对接设备中.由试验数据可以看出,论文中提及的补偿算法能够非常有效的提升对接精度.

摘要： 为适应行星表面较大范围的采样要求及系统减重的需求,采样机械臂通常是细长形臂杆加多关节组成的连杆型关节机械臂,这使得抑制柔性振动成为机械臂控制系统的研究重点.本文针对采样机械臂的工作过程,提出带抛物线过渡的平滑轨迹规划方法,即在运动过程中使加速度连续,避免关节转动的力矩突变,并且最大限度降低峰值.首先建立基于DH法的机械臂运动学方程,然后在考虑臂杆及关节柔性的动力学模型环境下,进行变加速-匀速-变减速的笛卡尔空间加速度连续平滑轨迹规划运动,达到减小柔性臂振动、提高定位精度的目的.仿真结果表明,在运动规划中引入抛物线过渡的加速度连续环节、降低加速度冲击可以明显改善运动平稳性,对提高动态跟踪精度有直接作用.

摘要： 针对下肢步态康复训练需要，对一种刚柔混联并联康复机器人进行运动规划研究。在满足工作空间需要的条件下，提出一种刚柔混联并联机器人，利用D-H法和影响系数法建立了系统的运动学模型，并通过牛顿欧拉法和联立约束法对力学平衡方程进行了分析，得出系统动力学具有非线性和耦合性。根据正常人步态规律，利用MATLAB和ADAMs软件进行了协作仿真，证明了所建运动学模型正确性，同时得出了关节运动与绳索运动之间对应关系。研究结果证明了刚柔混联并联康复机器人实现下肢步态康复训练的可行性，为该机器人的动力学分析和伺服控制策略研究做准备。

摘要： 手机柔性辅料贴装设备需要满足贴装速度快和更换产线迅速的要求.本文基于Windows平台进行控制系统开发,设计了系统运行方案使设备自动运行,实现辅料的自动剥离和贴装.本文设计了系统的调试方案方便人员进行设备调试、新产品导入以及产品线更换等.最后设计了能够适应各种辅料排版方式的辅料剥离系统,并对XY运动平台进行了运动规划,利用改进型蚁群算法对运动路径进行了优化,提高了柔性辅料的贴装速度.

摘要： 寻找最佳跳跃方式实现高效率、低能耗是目前各式弹跳机器人共同面临的问题.在不同跳跃条件下构建了三种弹跳机器人的数学模型,并基于SimWise4D进行运动学仿真计算出不同状态下的跳跃曲线及所需的跳跃能量,得到了对应条件下的最佳跳跃方式的起跳仰角、跳跃能量和起跳点,为弹跳机器人以最佳方式完成跳跃任务提供理论支持,对其运动规划有着重要意义.

摘要： 本文提出一种基于深度优先搜索和随机关节构型生成的主作业约束下的冗余自由度机器人的自运动避障规划方法.利用机器人自运动特性,给出关节构型随机生成算法,用于求取给定作业位姿点对应的若干随机关节构型,进一步结合提出的深度优先搜索策略,可由起始点开始逐一从作业位姿点的随机关节构型中选取出一个无碰的关节构型,进而形成一条无碰关节轨迹.以7自由度焊接机器人MOTOMAN VA1400为例进行仿真研究.研究结果表明:该方法可以有效实现机器人的自运动避障规划.

摘要： 本申请提供了一种运动台的运动轨迹的规划方法及规划装置，包括：根据运动轨迹中第二阶段运动轨迹的场景工作段的运动速度和相关运动约束，得到第二阶段运动轨迹的特征参数；再由第二阶段运动轨迹的特征参数，反推第一阶段运动轨迹的结束位置；并根据第一阶段运动轨迹的结束位置和相关运动约束，得到第一阶段运动轨迹的特征参数；进而，得到全运动轨迹的特征参数轮廓以对运动台运动进行规划。这样，能够减少运动台在高速高精度运动过程中产生的大冲击和强残余振动，实现了运动台运动轨迹规划时合理加加加速度轮廓、加加速度轮廓、加速度轮廓、速度轮廓和位移轮廓的生成。

摘要： 本申请涉及一种局部减速控制方法、运动速度的规划方法、运动路径的规划方法和数据更新方法，该局部减速控制方法包括以下步骤：建立若干个分别对应有运行速度的相邻阈值区间；获取待减速曲线及其上的检测点；获取减速曲线在检测点上的曲率半径，并判断该曲率半径所处的阈值区间，以得到检测点对应的运行速度；基于检测点与待减速曲线对应的运行速度的相对大小从检测点中获得减速点；在减速点前后设置对应于减速点运行速度的减速区；建立对应于各个减速区的减速点集并写入减速区中的检测点；获取减速点集内各检测点对应的运行速度的最小值并作为减速区的运行速度。本申请具有让执行件在未预及的陡峭轨迹段减速以减少磨损的优点。

摘要： 本发明提供了一种无人驾驶车辆的运动规划方法和无人驾驶车辆的运动规划装置，运动规划方法包括：获取无人驾驶车辆的预定行驶轨迹和在预定行驶轨迹上的障碍物的相对坐标；根据预定行驶轨迹和相对坐标确定预定行驶轨迹所对应的车辆位移信息和限速值信息；根据车辆位移信息和限速值信息确定第一曲线；根据第一曲线计算出预定行驶轨迹所对应的无人驾驶车辆的行驶时间信息和无人驾驶车辆的目标速度信息。相较于相关技术方案中的通过位移和时间对应关系规划速度数据的技术方案来说，本发明缩减了计算量，降低了平台的信息处理负担，从而使该方法适用于多数自动驾驶平台，避免出现因自动驾驶平台计算能力有限所引起的无法正常计算的技术问题。

摘要： 一种结合神经运动规划算法和人工势场法的机械臂在线运动规划方法，属于机器人运动规划领域。本发明为了解决基于强化学习的神经运动规划器当规划任务的精度要求高时训练困难的问题，以及人工势场法的斥力势场构建复杂、存在局部极值的问题。本发明包括：一：对人工势场法进行简化，仅保留机械臂受到的引力势场，在避免构建复杂的斥力势场的同时也使局部极值问题不再存在。二：提出将人工势场法和强化学习相结合进行规划的新思路，通过设计灵活的切换机制，在距离目标较远时采用强化学习进行规划、距离小于阈值时切换为人工势场进行规划，提高了强化学习的训练速度和运动规划成功率。通过在仿真引擎中对不同精度的规划任务进行训练和测试，验证了所提方法的有效性。本发明用于机器人运动规划技术领域。

摘要： 本发明公开了一种数控加工中的运动规划方法，实现对加工速度函数的规划，具体包括：对数控系统中的解释器产生的G代码序列点进行拟合处理，拟合得到连续的刀具轨迹曲线；计算与刀具轨迹曲线对应的规划函数；根据刀具轨迹曲线和规划函数，利用数控系统的插补周期进行插补运算，获得轨迹曲线上的各离散点，即可实现运动规划。本发明还公开了一种数控加工中的运动规划器以及具有该运动规划器的云端数控系统。本发明采用曲线拟合与速度规划结合的方法，简化并加快了计算步骤和计算时间，加速度与抖动的优化更好，而且计算所得到的速度函数是连续的，比离散的速度规划要更准确，从而可以解决传统数控系统中曲线拟合及速度规划效果和实时性不好的问题。

摘要： 一种结合神经运动规划算法和人工势场法的机械臂在线运动规划方法，属于机器人运动规划领域。本发明为了解决基于强化学习的神经运动规划器当规划任务的精度要求高时训练困难的问题，以及人工势场法的斥力势场构建复杂、存在局部极值的问题。本发明包括：一：对人工势场法进行简化，仅保留机械臂受到的引力势场，在避免构建复杂的斥力势场的同时也使局部极值问题不再存在。二：提出将人工势场法和强化学习相结合进行规划的新思路，通过设计灵活的切换机制，在距离目标较远时采用强化学习进行规划、距离小于阈值时切换为人工势场进行规划，提高了强化学习的训练速度和运动规划成功率。通过在仿真引擎中对不同精度的规划任务进行训练和测试，验证了所提方法的有效性。本发明用于机器人运动规划技术领域。

摘要： 本发明提供了一种无人驾驶车辆的运动规划方法和无人驾驶车辆的运动规划装置，运动规划方法包括：获取无人驾驶车辆的预定行驶轨迹和在预定行驶轨迹上的障碍物的相对坐标；根据预定行驶轨迹和相对坐标确定预定行驶轨迹所对应的车辆位移信息和限速值信息；根据车辆位移信息和限速值信息确定第一曲线；根据第一曲线计算出预定行驶轨迹所对应的无人驾驶车辆的行驶时间信息和无人驾驶车辆的目标速度信息。相较于相关技术方案中的通过位移和时间对应关系规划速度数据的技术方案来说，本发明缩减了计算量，降低了平台的信息处理负担，从而使该方法适用于多数自动驾驶平台，避免出现因自动驾驶平台计算能力有限所引起的无法正常计算的技术问题。

摘要： 一种用于自动驾驶车辆的运动规划的系统，该系统包括多个传感器，与多个传感器电通信的多个检测器，以及与多个检测器和自动驾驶车辆的计算系统电通信的运动规划模块。运动规划模块存储一规划图，其中每个节点隐式地或显示地表示时间和变量，所述时间和变量定义自动驾驶车辆的一状态和/或一操作环境。可重新配置的处理器可包括碰撞检测模块和，可选的一最短路径模块。可在编程阶段将预先计算的碰撞数据和反应逻辑/物理节点映射的规划图数据传送至处理器，同时可在运行期间使用该预先计算的碰撞数据和规划图数据。

摘要： 本发明公开了一种数控加工中的运动规划方法，实现对加工速度函数的规划，具体包括：对数控系统中的解释器产生的G代码序列点进行拟合处理，拟合得到连续的刀具轨迹曲线；计算与刀具轨迹曲线对应的规划函数；根据刀具轨迹曲线和规划函数，利用数控系统的插补周期进行插补运算，获得轨迹曲线上的各离散点，即可实现运动规划。本发明还公开了一种数控加工中的运动规划器以及具有该运动规划器的云端数控系统。本发明采用曲线拟合与速度规划结合的方法，简化并加快了计算步骤和计算时间，加速度与抖动的优化更好，而且计算所得到的速度函数是连续的，比离散的速度规划要更准确，从而可以解决传统数控系统中曲线拟合及速度规划效果和实时性不好的问题。

摘要： 本申请提供一种机器人步态规划方法及装置、运动规划设备和存储介质，涉及机器人控制技术领域。本申请根据仿人机器人在当前时刻的质心高度实时信息、当前步态周期末尾的第一质心高度期望信息以及下一步态周期末尾的第二质心高度期望信息，规划当前步态周期的剩余迈步时间段的第一质心高度变化轨迹和下一步态周期的第二质心高度变化轨迹，进而通过第一质心高度变化轨迹、第二质心高度变化轨迹、当前时刻的质心前向实时信息及下一步态周期末尾的质心前向期望终止速度，计算出当前步态周期末尾的质心前向期望信息以及落足点期望位置，从而基于机器人实时状态实现质心高度可调的步态轨迹规划操作，提高仿人机器人的运动抗干扰能力及运动稳定性。