导读:本文包含了轮式移动操作机论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:轮式移动操作机,避障,路径规划,运动规划
轮式移动操作机论文文献综述
姚玉峰[1]（2009）在《8自由度轮式移动操作机避障能力及其运动规划方法研究》一文中研究指出移动操作机是一种由移动平台及安装其上的机械臂组成的机器人系统,具备大范围移动及作业能力,在助老助残、灾难救援、排险排爆等领域具有广泛应用前景。运动规划是移动操作机需要解决的重要问题,但由于8自由度轮式移动操作机(8 Degree Wheeled Mobile Manipulator, 8D-WMM)结构特点带来的非完整冗余特性,其运动规划问题较传统的移动机器人和冗余度机器人更为复杂,且8D-WMM一般工作于多障碍复杂环境下,如何合理利用其冗余度提升障碍环境下的作业能力具有重要的研究意义。当前,国内外在轮式移动操作机的机构综合及面向避障性能的逆运动学优化方面缺乏系统性的研究,无法充分发挥该构型机器人在复杂环境下的灵活作业能力。为此,论文对8D-WMM的运动学、避障能力、面向避障作业的移动平台和末端操作器路径规划方法、满足在线避障要求的逆运动学优化方法等进行深入研究,并建立面向助老助残服务任务的8D-WMM系统实验平台,完成相关实验验证。由于8D-WMM含有非完整约束,不易得到自运动流形解析解,论文结合8D-WMM关节轴线的几何分布特点,基于运动等效思想,以向量代数为工具,对8D-WMM运动学进行了研究,求解了8D-WMM自运动流形的解析解;并将移动平台视为广义运动副,利用速度迭加原理完成了雅可比矩阵的求解。针对冗余度机器人在避障能力方面评价困难问题,通过对杆件自运动轨迹的空间度量,提出并建立了具有几何意义的冗余度机器人通用避障能力指标—避障活动度,通过平面3自由度冗余机器人和8D-WMM分析了避障活动度的求解方法,进而利用该指标分析了机器人杆件参数对上述两种机器人避障能力的影响。在路径规划方面,首先对8D-WMM的典型作业环境和典型障碍物进行了分析,继而利用8D-WMM自运动分析结果,结合机械臂关节构型的特点,给出了平顶、斜顶、曲顶等各类障碍物的可回避性判据,并分析了移动操作机可避障域的求解方法,最后给出了面向可避障域的移动平台路径规划算法和面向障碍物轮廓的机械臂路径规划算法。在面向避障的逆运动学优化算法方面,从自运动角度出发,借助自运动流形的求解结果,提出了一种更适于避障作业的冗余度机器人逆运动学优化算法,解决了现有算法在位移精度和计算量方面的不足。并通过平面3自由度机器人轨迹跟踪和8D-WMM执行窗口作业的仿真实例,验证了算法的可行性。最后,应用避障能力的分析结果,面向助老助残任务构建了8D-WMM的系统实验平台,完成了机械本体、控制系统硬件及软件的设计。在此基础上利用该平台完成了自运动流形、可避障方向域、可避障域求解算法和基于自运动流形的冗余度机器人运动规划算法实验,实验结果证明了论文理论研究的正确性和可用性。(本文来源于《哈尔滨工业大学》期刊2009-10-01）
闫庆辉[2]（2007）在《障碍环境下非完整轮式移动操作机运动规划方法研究》一文中研究指出非完整轮式移动操作机(Wheeled Mobile Manipulator, WMM)是由非完整(nonholonomic)轮式移动平台以及操作臂构成的机器人系统。该系统的特点是既有大范围移动能力,又有灵活操作能力,在许多领域有着广阔的应用前景,其研究具有重要理论和实际意义。运动规划是非完整WMM系统研究领域关键技术之一。非完整WMM系统结构上的优越性随之带来运动规划问题研究上的复杂性。非完整WMM系统位形空间虽存在不可积非完整约束却具有完全可控性。移动平台和操作臂两个子系统的组合使非完整WMM系统具有运动冗余性,要求运动协同性。障碍环境下要求非完整WMM运动具有安全避障性。本文在黑龙江省基金项目(项目编号:20010701018)支持下,在分析总结国内外大量相关研究文献基础上,对非完整WMM系统运动规划问题进行了深入研究。基于D-H坐标系以及Lagrange法,分别建立了非完整WMM系统以及非完整移动平台和操作臂两个子系统的运动学模型和动力学模型;分析了非完整WMM系统动力学模型结构特性,在此基础上根据Lyapunov稳定性理论设计了非完整WMM系统点到点运动控制律。非完整WMM系统受限障碍空间无碰运动规划问题研究具有重要实际意义,但相关研究还鲜见报道。针对该问题本文提出了受限空间无碰路径多点随机规划方法(MPPM)。通过非完整移动平台路径规划得到满足非完整约束的平台无碰路径,以平台路径为非完整WMM系统位形约束条件,通过离散化策略对该系统的位形子空间随机采样,用离散构造策略构造k分连通图满足运动协同性,通过图的搜索进行无碰路径查询。实现了高自由度非完整WMM系统受限空间内无碰协调运动。利用梯度投影法(Gradient Projection Method, GPM)对非完整WMM系统逆运动学求解,将随机规划与逆运动学求解方法相结合,提出了基于GPM的无碰轨迹规划方法。无碰轨迹规划分为初规划和逆运动学求解两个子过程;利用随机规划进行路径初规划,根据初规划结果求得非完整WMM系统引导位形序列,由引导位形序列构造目标切换函数以及非完整WMM终端轨迹,利用零空间梯度投影算法得到最终无碰轨迹。针对给定终端(End Effector, EE)路径约束条件下运动规划问题,提出了基于粒子群(PSO)技术的运动规划方法。将终端路径离散化,选择非完整移动平台控制输入矢量作为粒子,使得非完整约束条件自然被满足;在每个离散点利用非完整WMM系统逆运动学求解得到该系统整体位形;通过粒子群位形优化技术得到满足终端约束条件路径。对障碍环境和非障碍环境两种规划情况分别定义了不同适应度函数;对障碍环境下无碰运动规划问题,将距离势函数引入粒子适应度函数,有效实现了非完整WMM满足终端约束条件下避障运动。为验证非完整WMM系统运动规划方法有效性,利用Visual C++6.0、MATLAB及VRML虚拟现实语言实现了二维及叁维计算机规划仿真。(本文来源于《哈尔滨工业大学》期刊2007-12-01）
张永贵,黄玉美,彭中波,高峰,要小鹏[3]（2007）在《轮式移动操作机移动操作过程中的动力学分析》一文中研究指出针对由双轮差速驱动自动引导小车和6自由度操作机构成的移动操作机器人,采用NewtonEuler方法,分别建立了操作机和AGV小车的动力学模型,再将两者联系起来,分析移动操作过程中小车的运动对操作机关节力矩的影响以及操作机关节运动对小车受力状态的影响情况,提出了该种移动机器人相对于单个AGV小车和工业机器人操作机,在设计与控制中应满足的条件。给出的动力学模型为该种移动机器人控制提供了依据。(本文来源于《农业机械学报》期刊2007年10期）
闫庆辉,尼姝丽,付宜利,马玉林[4]（2005）在《障碍环境下轮式移动操作机随机路径规划方法》一文中研究指出针对移动操作机系统的高度冗余性和受非完整约束的特点,将随机路径规划方法应用于移动操作机系统的避障路径规划,首先求出移动平台的一条满足非完整约束的简单路径,然后以此路径作为位置约束,以操作臂的位形空间为采样空间进行随机无碰路径规划,最终实现了移动操作机在满足路径规划约束条件下的无碰操作运动。最后以平面移动操作机为例,通过计算机仿真说明了该方法的有效性。(本文来源于《机械设计》期刊2005年08期）
马玉林,闫庆辉,付宜利[5]（2004）在《复杂障碍环境下轮式移动操作机路径规划算法》一文中研究指出障碍环境下路径规划问题是移动操作机研究领域中的一个重要问题。为了解决这一问题,提出了一种非完整随机路径规划方法,利用随机规划方法来求解障碍条件下移动操作机的路径规划问题,同时满足非完整约束。利用该方法实现了在满足路径规划约束的条件下,高度冗余的移动操作机在障碍环境下的无碰撞运动。最后通过计算机仿真证明了该方法的有效性。(本文来源于《人才、创新与老工业基地的振兴——2004年中国机械工程学会年会论文集》期刊2004-10-01）
轮式移动操作机论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
非完整轮式移动操作机(Wheeled Mobile Manipulator, WMM)是由非完整(nonholonomic)轮式移动平台以及操作臂构成的机器人系统。该系统的特点是既有大范围移动能力,又有灵活操作能力,在许多领域有着广阔的应用前景,其研究具有重要理论和实际意义。运动规划是非完整WMM系统研究领域关键技术之一。非完整WMM系统结构上的优越性随之带来运动规划问题研究上的复杂性。非完整WMM系统位形空间虽存在不可积非完整约束却具有完全可控性。移动平台和操作臂两个子系统的组合使非完整WMM系统具有运动冗余性,要求运动协同性。障碍环境下要求非完整WMM运动具有安全避障性。本文在黑龙江省基金项目(项目编号:20010701018)支持下,在分析总结国内外大量相关研究文献基础上,对非完整WMM系统运动规划问题进行了深入研究。基于D-H坐标系以及Lagrange法,分别建立了非完整WMM系统以及非完整移动平台和操作臂两个子系统的运动学模型和动力学模型;分析了非完整WMM系统动力学模型结构特性,在此基础上根据Lyapunov稳定性理论设计了非完整WMM系统点到点运动控制律。非完整WMM系统受限障碍空间无碰运动规划问题研究具有重要实际意义,但相关研究还鲜见报道。针对该问题本文提出了受限空间无碰路径多点随机规划方法(MPPM)。通过非完整移动平台路径规划得到满足非完整约束的平台无碰路径,以平台路径为非完整WMM系统位形约束条件,通过离散化策略对该系统的位形子空间随机采样,用离散构造策略构造k分连通图满足运动协同性,通过图的搜索进行无碰路径查询。实现了高自由度非完整WMM系统受限空间内无碰协调运动。利用梯度投影法(Gradient Projection Method, GPM)对非完整WMM系统逆运动学求解,将随机规划与逆运动学求解方法相结合,提出了基于GPM的无碰轨迹规划方法。无碰轨迹规划分为初规划和逆运动学求解两个子过程;利用随机规划进行路径初规划,根据初规划结果求得非完整WMM系统引导位形序列,由引导位形序列构造目标切换函数以及非完整WMM终端轨迹,利用零空间梯度投影算法得到最终无碰轨迹。针对给定终端(End Effector, EE)路径约束条件下运动规划问题,提出了基于粒子群(PSO)技术的运动规划方法。将终端路径离散化,选择非完整移动平台控制输入矢量作为粒子,使得非完整约束条件自然被满足;在每个离散点利用非完整WMM系统逆运动学求解得到该系统整体位形;通过粒子群位形优化技术得到满足终端约束条件路径。对障碍环境和非障碍环境两种规划情况分别定义了不同适应度函数;对障碍环境下无碰运动规划问题,将距离势函数引入粒子适应度函数,有效实现了非完整WMM满足终端约束条件下避障运动。为验证非完整WMM系统运动规划方法有效性,利用Visual C++6.0、MATLAB及VRML虚拟现实语言实现了二维及叁维计算机规划仿真。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
轮式移动操作机论文参考文献
[1].姚玉峰.8自由度轮式移动操作机避障能力及其运动规划方法研究[D].哈尔滨工业大学.2009
[2].闫庆辉.障碍环境下非完整轮式移动操作机运动规划方法研究[D].哈尔滨工业大学.2007
[3].张永贵,黄玉美,彭中波,高峰,要小鹏.轮式移动操作机移动操作过程中的动力学分析[J].农业机械学报.2007
[4].闫庆辉,尼姝丽,付宜利,马玉林.障碍环境下轮式移动操作机随机路径规划方法[J].机械设计.2005
[5].马玉林,闫庆辉,付宜利.复杂障碍环境下轮式移动操作机路径规划算法[C].人才、创新与老工业基地的振兴——2004年中国机械工程学会年会论文集.2004