移動(dòng)機(jī)器人的避障導(dǎo)航與移動(dòng)機(jī)械手的容碰控制.pdf

1、機(jī)器人在各式各樣的工業(yè)生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用，比如汽車制造業(yè)、集成電路制造業(yè)以及其它很多大批量生產(chǎn)的制造業(yè)等；大多數(shù)的這類應(yīng)用都是在高度受限的結(jié)構(gòu)化環(huán)境中進(jìn)行的。然而，對(duì)一些需要機(jī)器人與人相處的應(yīng)用來說，尤其在服務(wù)業(yè)領(lǐng)域方面，對(duì)環(huán)境的這種嚴(yán)格假設(shè)就顯得很不合理；當(dāng)機(jī)器人應(yīng)用于這些領(lǐng)域時(shí)，機(jī)器人往往需要運(yùn)動(dòng)于諸如辦公室、醫(yī)院等密集和動(dòng)態(tài)環(huán)境中，對(duì)具有不同物理特性的物體進(jìn)行操作并通過與人們的交互來完成一定的任務(wù)。因此，對(duì)移動(dòng)機(jī)器人和移動(dòng)機(jī)械

2、手的研究近年來已經(jīng)引起了人們?cè)絹碓蕉嗟闹匾?。本文主要圍繞著兩個(gè)方面進(jìn)行研究：移動(dòng)機(jī)器人的避障導(dǎo)航和移動(dòng)機(jī)械手的容碰控制。
　　在第一部分研究內(nèi)容中，提出了一種基于同時(shí)發(fā)射聲納環(huán)進(jìn)行障礙檢測(cè)并采用動(dòng)態(tài)窗口法進(jìn)行運(yùn)動(dòng)規(guī)劃從而實(shí)現(xiàn)快速障礙回避的避障導(dǎo)航系統(tǒng)。聲納環(huán)的同時(shí)發(fā)射會(huì)造成兩種類型的串話干擾：直接路徑串話干擾和間接路徑串話干擾。為了去除串話干擾導(dǎo)致的錯(cuò)誤數(shù)據(jù)，本系統(tǒng)通過基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模式識(shí)別的過濾方法以及運(yùn)動(dòng)映射直方圖方法來對(duì)其進(jìn)行

3、處理，并最終在由24個(gè)聲納傳感器組成的聲納環(huán)上實(shí)現(xiàn)了66Hz的全景掃描。實(shí)際的導(dǎo)航實(shí)驗(yàn)表明，該避障導(dǎo)航系統(tǒng)適用于室內(nèi)未知環(huán)境下的移動(dòng)機(jī)器人高速導(dǎo)航。
　　在第二部分研究內(nèi)容中，針對(duì)處在人-機(jī)共生環(huán)境中的移動(dòng)機(jī)械手，提出了一種新的由混合關(guān)節(jié)和遮蓋有柔性材料連桿組成的物理實(shí)體模型來作為移動(dòng)機(jī)械手與人類發(fā)生碰撞時(shí)對(duì)人類進(jìn)行保護(hù)的安全結(jié)構(gòu)。當(dāng)發(fā)生意外的碰撞時(shí)，混合關(guān)節(jié)可以通過主動(dòng)/被動(dòng)模式的切換來有效地削弱碰撞產(chǎn)生的沖擊力。但與此同時(shí)，機(jī)