Sojourner rover的成功出现,成为移动机器人技术发展的一个标志性的里程碑。它向人们展示移动机器人极大的应用潜力,如代替人类完成一些危险,肮脏,枯燥的工作,从而使人们产生了极大的对移动机器人的研究热情。从此世界许多国家都开展了对移动机器人的研究工作。27793
美国和苏联为完成月球探测计划,研制并应用了移动机器人。通过在地面上遥控操作器,美国探测者三号 完成了在月球上挖沟和执行其他特殊任务。在无人稳定驾驶操作器的情况下,苏联的登月者二十号安全降落在月球表面,在月球表面上破碎岩石,并把月球上的采集的土壤和岩石样本放入容器中送回地球[ ]。论文网
同时,国际移动机器人迅速发展的同时,国内移动机器人技术也得到了快速的发展,八十年代末期,“863"计划自动化领域将机器人的研发立项,具体从事的是遥控防化侦察车的研制,从而开始了我国移动机器人发展的新的篇章。同一时刻国防工科委也从“八五"开始重视并大力支持移动式机器人的深入研究。并且相对于国外机器人单体与群体技术的蓬勃发展,我国移动机器人技术与应用有了长足的进步,但是还落后于国外的发展水平。这些国内机器人与多机器人系统的研究都对于运动规划与运动协调工作提出了迫切的需要,所以我们的研究工作正是在当前国内外和应用双重推动的作用下,由预研项目的需要直接提出而开展的[ ]。
在国内对于一般的轮式或者履带式的机器人,其每个主动轮的驱动装置都包含一个电机和一套齿轮减速箱。电机的作用是产生旋转运动,电机的转速都非常高,一般每分钟几千转,电机的转速越高,其带负载的能力越小,因此需要用齿轮组进行减速。经过减速箱之后的动力传递到驱动轮上,驱动轮的速度大大降低,其值等于电机的转速除以减速比。因此机器人的运动控制其本质是对左右两个驱动电机的控制。并且机器人的运动控制方式是通过控制左右两侧驱动轮的旋转速度,采用差速方式,即通过左右两个轮子的速度之差使机器人前进、后退和转弯:当左右两轮速度相同,方向相同时,机器人走直线;当左右两轮速度相同,方向相反时,机器人原地旋转;当左右两轮速度不同,方向相同或相反时,机器人按一定半径转弯。
最近几年,国内外比较流行的移动机器人的路径规划算法有:最速式下降法、部分贪婪地算法、D*算法、机械算法、图论最短算法,遗传算法、栅格法、人工势场法、拓扑法、元胞自动机算法、免疫式算法、禁忌式搜索、模拟式退火、人工神经元网络、蚁群方式算法、粒子群式算法等[ ]。这些算法在理论上可以基本解决了移动机器人的路径规划问题,但要与实际结合起来其本身还是处于不成熟的地位,所以总体来说,如果想要移动机器人技术进一步的发展话,加强对算法的实际应用应该是当今国内外目前必须要做的事情。
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