本文選題：路徑規(guī)劃　切入點：作業(yè)規(guī)劃　出處：《哈爾濱商業(yè)大學》2017年碩士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：在各種試探性應用中,人們發(fā)現(xiàn):對于復雜的環(huán)境、交錯的作業(yè)任務,單體機器人有時顯得力不從心。于是,同時運用多個單體機器人,通過多機器人之間的分工協(xié)作來完成任務的思路開始出現(xiàn)。相比于單體機器人,多機器人的協(xié)作具有諸多明顯的優(yōu)勢:第一,多個機器人在任務執(zhí)行過程中可以分布式排列,增大作業(yè)空間和覆蓋范圍;第二,多個機器人可以實現(xiàn)并行方式的作業(yè),加快任務的完成速度;第三,多個機器人之間可以實現(xiàn)信息通信,建立局部到全局的信息網(wǎng)絡;第四,多個機器人之間的協(xié)同配合,有利于完成大型的復雜任務。本文針對多機器人協(xié)作這一問題展開研究,開展得具體工作如下:第一,深入分析了基于人工勢場法的機器人路徑規(guī)劃策略,明確了其存在兩個問題:目標不可達問題,容易陷入局部極小陷阱問題。針對這兩個問題進行了改進,對斥力場函數(shù)進行修正,增加各機器人之間的信息交流,進而提出了改進人工勢場法模型,有效地解決了多機器人的路徑規(guī)劃問題。第二,從齊次變換、旋轉(zhuǎn)變換的空間位置關(guān)系的基本理論出發(fā),對機器人正運動學、機器人逆運動學等理論進行了深入的分析。在此基礎(chǔ)上,分析了三自由度機器人,構(gòu)建了其雅可比矩陣,并對其末端進行了作業(yè)軌跡規(guī)劃分析,得出了其過渡時間、加速度曲線、速度曲線、位移曲線,為后續(xù)的多機器人協(xié)作作業(yè)奠定了運動學基礎(chǔ)。第三,在機器人路徑規(guī)劃、機器人運動學分析、機器人作業(yè)軌跡規(guī)劃等研究的基礎(chǔ)上,對多機器人的協(xié)作作業(yè)進行了仿真實驗研究。搭建多機器人協(xié)作平臺,完成重物抓取和重物搬運等仿真試驗,驗證避碰理論以及作業(yè)規(guī)劃理論的有效性。
[Abstract]:In all kinds of tentative applications, it has been found that for complex environments and interlaced tasks, monolithic robots sometimes seem to be unable to cope with them. So, multiple monolithic robots are used at the same time. The idea of accomplishing tasks through the division of labor and cooperation among multi-robots is beginning to emerge. Compared with single-robot, the cooperation of multi-robots has many obvious advantages: first, multiple robots can be arranged distributed in the course of task execution. Increase the job space and coverage; second, multiple robots can achieve parallel operations, speed up the completion of tasks; third, multiple robots can achieve information communication, building local to global information network; 4th, The cooperative cooperation among multiple robots is beneficial to the completion of large and complex tasks. In this paper, the problem of multi-robot cooperation is studied, and the specific work is as follows: first, In this paper, the robot path planning strategy based on artificial potential field method is deeply analyzed, and two problems are clarified: the problem of target unreachability and the problem of falling into local minima trap. The repulsion field function is modified to increase the information exchange among the robots, and then an improved artificial potential field model is proposed, which effectively solves the path planning problem of multi-robots. Based on the basic theory of spatial position relation of rotation transformation, the forward kinematics and inverse kinematics of robot are deeply analyzed. On this basis, a 3-DOF robot is analyzed and its Jacobian matrix is constructed. Finally, the transition time, acceleration curve, velocity curve and displacement curve are obtained, which lays the kinematics foundation for the subsequent multi-robot cooperative operation. Third, in the robot path planning, On the basis of robot kinematics analysis and robot trajectory planning, the simulation experiments of multi-robot cooperative operation are carried out. The platform of multi-robot cooperation is built, and the simulation experiments such as grabbing heavy objects and carrying heavy objects are completed. Verify the effectiveness of collision avoidance theory and operational planning theory.
【學位授予單位】：哈爾濱商業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TP242

【參考文獻】

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本文編號：1604393