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[期刊] 物流技术  [作者] 杨凌云   陈花   赵岩   方辉  
针对SLAM导航机器人在医院运输的应用,由于DWA算法存在速度控制不平滑、易产生振荡、易陷入局部最优等不足,提出一种改进的DWA算法,将运输过程中加减速导致所运输物品受力的情况作为算法效能评价指标嵌入DWA算法,通过对动态窗格分区域评估,使得机器人运行曲线更加平滑、减小被运送物体的振荡,显著提升了机器人的运行安全、平稳性,同时降低了机器人运行过程的综合能耗。通过仿真分析验证了该优化算法的有效性。
[期刊] 实验技术与管理  [作者] 倪建云  李浩  谷海青  杜合磊  吴杰  薛晨阳  
针对B-RRT算法在进行路径规划时存在的采样效率低、路径冗长且不光滑,以及无法实时避障等问题,该文提出了基于改进的可变采样区域双向RRT(VSRB-RRT)和DWA的避障路径规划融合算法。在全局规划过程中,改进VSRB-RRT算法使用可变采样区域和目标偏置策略相结合的方法,加快了收敛速度并提高了采样效率,并使用贪婪优化、迭代优化和关键点优化生成代价低且光滑可执行的路径。在局部规划过程中,以改进VSRB-RRT算法规划的路径为指引,选取路径上的关键点,并使用改进DWA算法在关键点分段路径上分段规划。仿真实验表明:改进VSRB-RRT算法具有较好的搜索效率,能够以最少的时间和最稳定的效率获得最优路径,同时也验证了融合算法在实时避障路径规划时的有效性。
[期刊] 实验技术与管理  [作者] 杨振舰   庄亚楠   陈亚东  
针对建筑机器人在施工现场获取地图信息时间长且需要规划出一条全局的、能实时避障的路径等问题,该文提出了一种应用建筑信息模型(building information model,BIM)技术建立导航地图并进行路径规划的算法。根据BIM模型中的信息对传统RRT算法进行优化改进,提出了IRRT(Improved Rapid-exploration Random Tree)算法。首先将原有的固定步长改为动态步长,通过判断与目标点的远近界定步长大小,避免了节点的盲目扩张;其次,对随机采样点的生成范围进行了约束,并设置一个同时考虑目标点和随机点的权重来解决传统RRT算法中新生成点仅由随机采样点单一决定的问题;算法陷入最小值时选取随机扰动策略进行逃脱;最后在全局路径的相邻节点间使用动态窗口法进行局部避障。实验仿真结果表明IRRT算法比传统RRT算法在搜索速度上快了3倍多,平均路径比改进前减少25.56%,平均节点减少8.92%,加入动态窗口法后有效提高了机器人实时避障能力,更适合多变室内环境使用。
[期刊] 物流技术  [作者] 唐淑华  刘高平  王遵义  
针对目前电商仓库拣货方式的发展,对机器人拣货路径进行研究与优化。首先实现仓库地图的模拟,得到JAVA语言可识别的描述文件。其次通过JAVA语言实现对描述文件的信息提取与运用,并结合最邻近算法及迪杰斯特拉算法融合进行计算。然后通过JAVA语言与MySQL数据库结合进行避障算法的设计,得到可运行的方案。最后运用MATLAB得到模拟避障结果。测试结果表明,该设计可明显提高路径规划效率,避免道路堵塞等意外发生。
[期刊] 清华大学学报(自然科学版)  [作者] 何启嘉  王启明  李佳璇  王正佳  王通  
该文提出了一种基于深度强化学习的优势竞争网络(advantage dueling double deep Q-network,AD3QN)算法作为500 m口径球面射电望远镜(five-hundred-meter aperture spherical radio telescope,FAST)促动器自动化维护车间转运机器人的路径规划方法。通过预先学习竞争网络中的状态价值层,使状态价值参数根据环境状态进行初始化,减少了首次接触目标点所需要的步数;通过改进竞争网络中的贪婪搜索算法,使环境探索与利用的转变更为合理;通过改进动作选择策略,使机器人路径规划不易陷入局部极小值,进一步加快了算法收敛的速度。AD3QN算法具有动态规划能力强、实时性好、柔性高、鲁棒性强和准确率高等优点。对促动器自动化维护车间进行建模并测试网络改进前后的路径规划能力,仿真结果表明:采用AD3QN算法在首次找到目标点用时方面比一般竞争网络快176%。该研究有望提高FAST促动器的维护效率,进而减少对FAST观测时间的挤占。
[期刊] 南京农业大学学报  [作者] 李文峰   徐蕾   杨琳琳   刘文荣   潘坤   李超  
摘要:[目的]针对丘陵地区因田块碎片化和障碍物影响农业机器人作业的情况。本研究旨在提出一种基于改进蚁群算法和A*算法相结合的多田块路径规划方法。[方法]通过无人机构建农田遥感影像,利用栅格法对农田进行环境建模,再进行子区的划分与合并,在蚁群算法中引入区域启发函数,对不同区域内的移动代价作区分,并通过人工增加最优路径中的信息素浓度和建立自适应信息素挥发系数,对信息素更新方法进行改进,以此求解作业子区间的最优遍历顺序,利用具有启发式搜索功能的A*算法进行子区连接路径规划,最终实现多田块路径规划。[结果]MATLAB仿真试验结果表明,在子区数量为40时,采用改进蚁群算法进行规划的平均路径长度比传统的蚁群算法减少了3.19%,平均迭代收敛次数减少了79.5%;在路径遍历仿真试验中,农业机器人遍历路径覆盖率能达到100%,路径重复率为6.48%。利用农田无人机遥感影像和田间作业参数进行自然环境的仿真试验,进一步验证了该方法的有效性。[结论]本研究提出的方法能有效解决丘陵地区农业机器人多田块路径规划问题,可为丘陵地区农业机器人大面积作业提供路径参考与技术支持。
[期刊] 实验技术与管理  [作者] 陈正升  王雪松  程玉虎  刘凯旋  
路径规划是人工智能与机器人工程专业本科生“智能机器人与无人系统”课程的重要内容,具有理论性与实践性强及知识更新快等特点。为了使学生直观深入地掌握该知识点,该文以机器人操作系统ROS为基础,搭建了一套虚实结合的移动机器人路径规划实验平台。该平台的仿真客户端采用模块化方法将移动机器人、多种全局与局部路径规划算法及典型动态环境地图集成到虚拟仿真平台中,同时设计人机交互界面对仿真平台与真实移动机器人进行控制与参数显示。进一步,通过ROS节点通信机制实现仿真平台与真实移动机器人之间的信息交互,实现仿真客户端对机器人的控制与信息传递。最后,以Turtlebot2移动机器人为对象,开展路径规划算法的仿真与实验以对平台进行验证。
[期刊] 实验技术与管理  [作者] 王莹莹  刘若璋  孙骞  张国昌  
多智能体的路径规划是本科生创新研修课“惯性自主测量技术与实践课程”的重要内容。针对UUV集群的协同路径规划,采用全局和局部路径规划算法结合的方式,以实现各UUV在合理的时间范围内到达终点。在全局路径规划算法中引入外种群信息素函数,通过动态地设置启发因子,添加自检测机制以避免蚁群算法陷入局部最优;在人工势场法中添加相对运动系数及附加势场以避开障碍物并避免目标不可达问题。结果表明:全局路径规划能为各UUV找到长度相近的全局路线,局部路径规划能保证UUV航行的安全性,优化全局路线的总长度,并保证各UUV路线的长度在同一区间,使UUV集群能协同时间到达终点。
[期刊] 清华大学学报(自然科学版)  [作者] 李亚昕  王国磊  张剑辉  田鑫亮  安静  陈恳  
针对复杂封闭类管道零件喷涂过程中避障的需求,该文提出了一种基于碰撞反馈的冗余机械臂避障算法,该算法利用投影相交法进行碰撞检测,将碰撞类型分为可规避碰撞及不可规避碰撞两类:针对可规避碰撞,提出了关节权值动态调整算法,通过加强对碰撞关节的运动限制,同时放宽对其他关节的约束,实现自运动优化避障;针对不可规避碰撞,提出了基于“杠杆原理”的调整方法,通过调整目标点的姿态实现避障。最后,通过设计关节加速度的优化函数对轨迹进行优化以减少机器人的冲击惯性。通过仿真实验,验证了上述算法的可行性。
[期刊] 清华大学学报(自然科学版)  [作者] 郭吉昌  朱志明  王鑫  马国锐  
针对所设计的新型箱型钢结构现场全位置焊接机器人存在欠自由度和自由度耦合等问题,导出了一种基于实际焊接工艺需求的机器人逆运动学数值解法,解决了采用传统解析法求解机器人逆运动学问题时存在的困难。在数值解的基础上,进一步提出了一种基于递推算法的机器人运动轨迹规划和焊枪空间位姿调整方法,实现了机器人在焊接箱型钢结构直角转角过程中的焊枪空间位姿的平滑过渡和调整。该方法不仅实现了箱型钢全位置焊接的轨迹规划功能,有利于计算机自动求解,而且可有效适应不同型号尺寸的箱型钢结构。
[期刊] 工业工程  [作者] 王秀红  刘雪豪  王永成  
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[期刊] 对外经贸实务  [作者] 喻一帆  
随着全球传统产业转型升级和新兴产业壮大发展,新的产业形态、科技推动和发展路径得到世界各国的高度重视。工业机器人产业是新兴科技和新兴产业的深度融合,有技术密集度高、人才密集度高、资本密集度高的特点,是衡量一个国家科技创新和高端制造业水平的重要标志之一,是国际科技发展的重要方向,也是我国未来产业发展的支柱产业之一。本文将梳理国际工业机器人产业的发展现状和趋势,重点分析我国工业机器人产业的发展基
[期刊] 企业管理  [作者]
机器人一词的出现和世界上第一台工业机器人的问世都是近几十年的事。然而人们对机器人的幻想与追求却已有3000多年的历史。人类希望制造一种像人一样的机器,以便代替人类完成各种工作。
[期刊] 工业工程  [作者] 孙阳君  赵宁  
多机器人存取系统由大量自寻址机器人构成,机器人群体运动过程会频繁发生冲突并引发大量启停,给能耗带来损失并影响机器人寿命。针对该问题,借鉴无等待作业车间调度,基于主动等待提出了机器人群无冲突调度方法。建立了机器人群无冲突调度数学模型并基于模拟退火算法优化任务顺序,进一步建立机器人群调度评估方法。实验结果表明,所提方法与传统方法相比,能够在不弱化运作效率的基础上大幅减少机器人群的启停次数,在节能和延长机器人寿命方面具有显著优势。
[期刊] 运筹与管理  [作者] 李腾  冯珊  宋君  刘金芳  
在电商"货到人"拣选系统中,如何调度系统中的机器人并对任务进行合理地分配决定着整个系统的运行效率与成本。分析"货到人"拣选系统作业流程,建立机器人数量配置、机器人调度与机器人任务分配的双层规划模型。上层模型以批量订单完成总成本最小为目标函数,以机器人调度为决策变量,构建整数规划模型;下层模型以机器人完成所有任务的平均空闲率最小为目标函数,以任务分配为决策变量,考虑机器人在完成任务过程中由于调度、避障、路径规划等导致的行走距离不确定因素,构建鲁棒优化模型。上层的调度结果制约了下层的最小平均空闲率,下层的任务分配结果影响上层的最小成本,上下层结果共同决定机器人配置决策。利用遗传算法求解模型,通过实例仿真验证了模型的有效性。
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