作者:王爱辉; 徐腾飞; 王敏; 王尚静; 陈胜希; 王选择 期刊:《传感器世界》 2019年第11期
本文基于机器人操作系统使用单相机识别车道线信息控制两轮差速机器人完成循迹移动。使用机器人操作系统,结合OpenCV对机器人的相机进行参数标定和图像矫正,应用单应性矩阵变换得到车道俯视图,并在HSV颜色空间中提取黄线与白线,拟合出适合寻迹的车道线信息。基于两轮差速式移动原理,对机器人进行运动学分析的基础上,使用PD控制器完成对机器人运动轨迹的闭环控制。实验表明,该方法不但能够快速有效地识别和提取车道线并计算出中线值...
作者:胡哲源; 陈探鸿; 任涛; 赵龙波 期刊:《单片机与嵌入式系统应用》 2019年第11期
提出了基于多核处理器电压频率岛的节能调度方法,用来解决机器人实时操作系统中处理器在运行周期性任务和非周期任务时电压频率分配问题,且保证周期性任务能在截止时间之前完成,非周期任务有可接受的响应时间。本文设计的节能调度算法可以有效减少动态能耗和静态能耗,还可以提高处理器核的整体利用率。实验结果表明,本文提出的算法与其他算法相比,有较好的节能效果,至少能降低27%的能耗。
作者:吴鹏; 桑成军; 陆忠华; 余双; 方临阳; 张屹 期刊:《计算机工程与应用》 2019年第21期
A^*算法广泛应用于移动机器人路径规划中,而传统A^*算法在寻路时,普遍存在搜索时间较长、效率低下等问题,因此,采用双向搜索的方式,对传统A^*算法加以改进,该算法在路径规划过程中,可同时进行正反向路径搜索,同时采用正反向搜索交替机制,保证了最终目标节点搜索在连线中点区域内相遇,从而缩短了寻路计算时间。在MATLAB平台上,针对改进后的A*算法进行仿真实验,结果证明,双向A^*算法减少了规划时间,且可生成最优路径。最后,将该算法...
作者:杨傥月; 汪秀忠; 陈自豪; 梁洛萌 期刊:《信息技术》 2019年第12期
在未知环境中,研究有效的自主探测方法是移动机器人领域的关键问题之一。探索效率和遍历问题是这个问题的主要制约因素,为此提出了一种基于改进的快速探索随机树(RRT:Rapidly-exploring Random Tree)算法的探索策略。这种方法使用具有可变生长率的全局探索树来加速树的扩展和对边界点的探索。同时,采用局部探索树结合移动窗口方法,便于探索机器人附近的未知区域,降低路径成本。通过在机器人操作系统(ROS:Robot Operating System)中...
随着科技的进步,一场巨大的革命在工业领域内正在发生。高度的自动化,极少的人员参与成为这场革命的最终方向。那么工业上就会需要大量的工业机器人来辅助人类或者替代人类来完成部分或者全部工作。传统的机器人设计模式面对如此复杂的挑战力不从心,因此提出一种新的设计模式。利用已经成熟的ROS(Robot Operating System)机器人操作系统外加STM32来组建新的工业机器人模式。
作者:肖军浩; 卢惠民; 薛小波; 徐晓红 期刊:《科技创新导报》 2016年第22期
实践教学是人才培养的一个重要环节,对机器人技术这样一门典型的交叉学科尤为重要。然而,开展机器人技术实践教学亟需一个通用的多功能软件平台,机器人操作系统(ROS)的面世填补了这个空白。因此,让高年级本科生学习使用ROS有非常重要的意义。事实上,国外很多知名高校已经将ROS用于教学,而国内还刚刚起步。作者近两年在国防科技大学《自动化系统综合设计》实践课程中对ROS教学进行了初步尝试,论文不仅分享了课程的教学方法,还分析...
作者:胡思旺; 李春杰 期刊:《自动化与仪表》 2019年第07期
移动机器人自主导航技术是体现机器人智能化的核心关键技术。针对移动机器人对自主导航的需求,设计、实现了基于ROS的机器人自主导航解决方案。利用ROS提供的开源软件包gmapping SLAM算法,完成了机器人在陌生室内环境中的同时定位与环境地图构建;使用ROS中的navigation导航功能包集中的路径规划算法,实现了机器人在已知环境地图中的自主避障与导航;在ROS上利用2D机器人仿真器stdr_simulator对自主导航系统进行测试与验证。仿真试验...
作者:刘磊; 宁祎 期刊:《自动化与仪表》 2018年第03期
针对传统机器人仿真平台面向特定对象时,模型构建复杂、功能单一等问题,采用开源机器人操作系统ROS搭建了机器人仿真平台,并进行了轨迹规划。利用SolidWorks创建六自由度机械臂模型,使用sw2urdf插件导出模型文件;在ROS平台下,通过MoveIt!功能包创建机械臂轨迹规划需要的配置和启动文件,在Rviz中显示三维模型;利用MoveIt!提供的C++相关API,在该平台上对六自由度机械臂进行笛卡尔空间的直线圆弧轨迹规划,分析其各关节角度变化和末端...
作者:李长春; 乔兵; 王鹤彬 期刊:《中国空间科学技术》 2019年第01期
为了支持航天器软硬件系统的即插即用,必须配备一套中间层软件系统来自动处理组件的自发现、自配置和通信,针对这一需求提出一种基于机器人操作系统(ROS)实现空间即插即用软件架构的方案。在分析和对比ROS框架与SPA架构的基础上,根据SPA异质网络架构的特征,提出了基于ROS的SPA软件架构(RSPA);对SPA协议在ROS框架下的实现问题进行了研究;设计了一种基于ROS的SPA演示系统。相比于以往的空间即插即用架构软件实施方案,RSPA具有清晰的...
作者:王光庭; 曹凯; 刘豪 期刊:《山东理工大学学报·社会科学版》 2019年第01期
单线激光雷达传感器的扫描范围是二维平面,在室内环境中,服务型移动机器人在进行同时定位和地图构建过程中,不在激光雷达扫描平面范围内的障碍物无法被识别,构建的地图中会缺少相应的环境信息。为了获取缺失的环境信息,通过改进粒子滤波Rao-Blackwellized的方法得到移动机器人位姿的估计,将Kinect获取的环境三维信息数据和激光雷达数据融合,使用载有ROS(机器人操作系统)的移动平台Turtlebot2在实际场景中进行实验。实验结果证明,...
作者:谢宇忻; 刘延雯; 王铄; 蔡俊; 吴叶兰 期刊:《工业技术创新》 2019年第01期
应用于移动机器人、基于ROS框架的室内定位导航技术是精准移动的关键。对同时定位与地图构建(SLAM)技术原理进行探析,将视觉SLAM中的实时单目ORB_SLAM优选为关键技术。以轮式机器人为主体搭建移动机器人硬件、软件系统,实现激光传感器和单目相机相结合的多传感器融合。在ROS框架下进行相机标定,提高视觉定位精度;通过激光传感器的信息接收与转换,实现激光地图构建。将移动机器人应用于室内环境下进行直线行走实验,误差不超过0.1m,...
作者:于程隆; 李志奇; 樊春光; 刘宏 期刊:《机械与电子》 2018年第03期
随着我国空间站项目的稳步推进和机器人技术的发展,研发可以协助甚至代替宇航员进行危险舱外操作的机器人宇航员成为亟待研究的课题。首先建立了双臂仿人机器人宇航员的URDF模型,而后基于机器人操作系统提供的三维仿真工具Rviz,构建机器人宇航员的三维虚拟运动仿真环境,并进行了仿真实验。实验表明,机器人宇航员可以完成物体抓取、搬运等任务,证实了机器人宇航员模型结构的合理性。
作者:寿佳鑫; 张志明; 苏永清; 钟政 期刊:《机械与电子》 2018年第11期
根据自主运动机器人的室内定位需求,设计并实现基于机器人操作系统ROS和激光雷达的室内移动机器人定位和导航系统。机器人系统采用树莓派控制器作为控制核心平台,利用激光雷达采集环境信息,在ROS分布式框架下进行软件算法的开发,实现基于扫描匹配算法的SLAM功能、基于最优路径算法路径规划以及基于粒子滤波算法的导航功能。理论仿真及实验实测结果表明,系统可构建精度较高的环境地图,并对机器人进行定位,有效完成室内定位和导航任...
作者:王宁; 王坚; 李丽华 期刊:《导航定位学报》 2019年第03期
针对移动机器人技术中的蒙特卡罗定位算法存在计算量大、实时处理能力差、粒子退化等问题,提出一种基于AMCL算法的自适应定位模型:改进ROS中的move_base节点的路径规划功能,并加载学院楼CAD地图实现路径规划;基于ROS中slam_gmapping节点在未知环境下创建OGM地图。仿真实验结果表明:AMCL定位模型能够减小定位误差,提高路径规划的准确性和实时性;采样部分利用重采样与KLD采样交替进行的方法,根据粒子在状态空间的分布情况,能够实时在...
作者:李震; 张国忠; 谢峻松; 赖素晖; 马健鑫 期刊:《山东工业技术》 2019年第22期
本文以室内展览厅移动机器人的导航功能为研究背景,以机器人操作系统(Robot Operating System,ROS)为研究平台,针对移动机器人在室内场馆的定位、建图及导航问题进行研究。在研究过程中,使用了同步定位与地图构建(simultaneous localization and mapping,SLAM)算法之一的GMpping,实现了机器人定位与建图的功能,随后根据机器人操作系统的导航功能包组件完成了多点导航功能。根据最终的实景测试,验证了本文实现移动机器人导航功能的...
作者:郑文磊; 程磊; 余秋月; 陈泓宇; 吴秋轩 期刊:《高技术通讯》 2017年第09期
针对存在玻璃门、动态行走的行人的环境时,传统的蒙特卡罗移动机器人定位算法因环境噪声的增大致使观测信息剧烈变化导致定位性能下降的问题,提出了一种基于改进的观测模型的蒙特卡罗定位(MCL)算法。该算法通过在观测模型中引入测量失败误差和动态误差提高激光传感器测量数据的有效性,利用激光传感器测得数据匹配已创建的占用栅格地图,检测已知环境是否发生变化,从而改变随机误差、测量失败误差、动态误差对应的权重,降低噪声对...
作者:戈广双; 李子龙; 杨凯; 马瑞鑫 期刊:《传感器与微系统》 2017年第12期
传统的粒子滤波即时定位与地图构建(SLAM)算法在构建地图和目标进行自主定位时,粒子数量大,占用的内存高,重采样之后容易出现粒子匮乏现象,为了提高机器人自主定位的效率,提出了一种改进的重采样策略和粒子更新策略,融入系统模型。在装有机器人操作系统(ROS)的旅行家移动机器人上进行测试,实验结果表明:方法能够有效提升粒子滤波定位的效率。
作者:张颖; 平雪良; 王晨学; 仇恒坦 期刊:《传感器与微系统》 2018年第03期
针对传统工业串联机器人控制系统大多面向特定对象,系统开发工作量大,可移植性差,代码复用率低等不足,提出了采用开源机器人操作系统(ROS)为平台,利用开源IgH EtherCAT主站实现控制系统和驱动器Ethercat通信,通过建立统一机器人描述格式(URDF)模型,结合moveit!提供的开源运动规划库(OMPL)进行上层运动规划,设计开发了具有开放性、可移植性和可扩展性高的机器人运动控制系统。使用快速扩展随机树(RRT)相关算法对控制系统进...
作者:伍永健; 陈跃东; 陈孟元 期刊:《智能系统学报》 2018年第05期
为了解决传统Rao-Blackwellized粒子滤波(RBPF)存在提议分布精度不高以及重采样过程出现的粒子退化和多样性丢失问题,提出一种量子粒子群(QPSO)优化下的Rao-Blackwellized粒子滤波同时定位与地图构建(RBPF-SLAM)算法。将机器人运动模型和观测模型融合作为混合提议分布,提高提议分布的精度;在重采样过程中引入量子粒子群优化算法更新粒子位姿,根据权值划分粒子种类,引入自适应交叉变异操作,对所得粒子集进行优化、调整,有效地防止粒...
作者:贾鹏飞; 王容川; 徐林森; 陈丹惠; 李开霞 期刊:《中国科学技术大学学报》 2018年第09期
传统机器人软件存在开发效率低和控制器通讯协议不一致等问题,针对这些问题提出用机器人操作系统(robot operation system,ROS)软件框架来提高软件开发效率;用高性能的工业控制协议CANopen作为控制器通讯方案;借助于模块化机械臂硬件平台以进一步提高软件开发速度;最后构建了基于ROS面向模块化机械臂的CANopen协议控制器通讯软件系统.实验证明,该方案下的通讯软件系统既具有构建过程高效,软件灵活性高的特点,又能满足一般机器人对...