【正文】 算法比較 ： 地圖 1 地圖 2 地圖 3 算法 1 57 41 0 算法 2 72 59 0 算法 3 100 99 92 表 2 成功率對比 地圖 1 地圖 2 地圖 3 算法 1 NA 算法 2 NA 算法 3 表 3 平均代價對比 地圖 1 地圖 2 地圖 3 算法 1 NA 算法 2 NA 算法 3 表 4 標準差對比 上述的實驗數(shù)據(jù)證明了本文所提出的改進型遺傳算法的有效性。這樣完成交叉操作后產(chǎn)生兩條子染色體 基本的交叉操作產(chǎn)生的子代染色體的長度可能不等，結(jié)果是，對應(yīng)的適應(yīng)度函數(shù)也發(fā)生變化。這樣就完成了對染色體的編碼，所有的路徑 T 是可能的一個滿足條件路徑。目標點對機器人產(chǎn)生引力，障礙物對機器人產(chǎn)生斥力，通過求合力來求控制機器人的運動。 PC 與 DSP 機之間的通信 成熟的運動控制卡需要在上位機上實現(xiàn)人機交互界面 [3]，而運動控制卡本身需要執(zhí)行實時的運動軌跡規(guī)劃算法，因此上位機與運動控制卡之間需要大量的數(shù)據(jù)，因此 PC 與 DSP 之間的通信接口對傳輸?shù)乃俾屎蛯崟r性有很高的要求。主要包括剛輪、柔輪、和波發(fā)生器組成。各種電機系統(tǒng)的工作原理有很大的區(qū)別，性能上也存在著較大的差異。 3)調(diào)速范圍較大，而且可以無級調(diào)速，易于適應(yīng)不同的工作要求 : 4)傳動平穩(wěn)，能吸收沖擊力，可以實現(xiàn)較頻繁而平穩(wěn)的換向 。本課題所使用的 DSP 芯片是 IT 公司的 TMS320F2812 芯片 ,這款芯片一直是運動控制的首選芯片 ,既具備數(shù)字信號處理器強大的數(shù)據(jù)處理能力 ,又像單片機一樣帶有豐富的外設(shè)資源和擴展接 口 ,其外部擴展接口 XINTF可以與 FPGA很好地是實現(xiàn)并行通信。它的特點是可通過編程來完成各種預(yù)期的作業(yè)任務(wù)，在構(gòu)造和性能上兼有人和機器的優(yōu)點。 1962 年，美國聯(lián)合控制公司在上述方案的基礎(chǔ)上又試制成一臺數(shù)控示教再現(xiàn)型機器手。 它 能夠按照預(yù)先給定的任務(wù)指令 ,根據(jù)已知的地圖信息作出全局的路徑規(guī)劃 ,并在行進過程中不斷感知周圍的局部環(huán)境信息 ,自主地作出各種決策 ,引導(dǎo)自身安全行駛 ,并執(zhí)行要求的動作和操作。目前 ,智能移動機器人普遍使用的運動學(xué)模型為基于機器人幾何中心或輪軸線中心的時間微分方程 ,該模型物理意義明確。機器人以其具有靈活性、提高生產(chǎn)率、改進產(chǎn)品質(zhì)量、改善勞動條件等優(yōu)點而得到廣泛應(yīng)用。遺傳算法就是對自然界中生物的遺傳特性進行模擬而得出的一種模擬進化算法，它是繼模糊方法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、蟻群之后新加入路徑規(guī)劃研究領(lǐng)域的一種算法。 智能移動機器人的研究現(xiàn)狀 決定了體系結(jié)構(gòu)是影響機器人性能的主要因素。定位有靜態(tài)定位和動態(tài)定位之分。而后者則根據(jù)已有的規(guī)劃知識利用匹配法解決新的規(guī)劃問題。 1962 年美國機械制造公司也實驗成功 一種叫 Vewrsatran 機器手。可編程控制器單片機控制的上下料機器手控制系統(tǒng)動作簡便，線路設(shè)計合理，具有較強的抗干擾能力。 統(tǒng)一的傳感器數(shù)據(jù)描述屏蔽了最底層傳感器的信息，為傳感 器的即插即用提供了基礎(chǔ)：另外統(tǒng)一的用戶接口給用戶帶來了極大的方便，促進新產(chǎn)品及時上市。 9)油液的溫度和粘度變化影響傳動性能。表 11 給出了各種驅(qū)動方式的各方面比較。波發(fā)生器通常成橢圓形的凸輪，將凸輪裝入薄壁軸承內(nèi)，再將它們裝入柔輪內(nèi)。用 PID 調(diào)節(jié)控制 FPGA 模擬量的輸出大小，也就是控制各個關(guān)節(jié)軸電機的轉(zhuǎn)速，而 FPGA 繼續(xù)每隔 50ms 將各個關(guān)節(jié)軸的實際位置發(fā)送給 DSP，與下一個插值點的理論位置相比較，周而復(fù)始形成運動控制的反饋控制，也實現(xiàn)了末端執(zhí)行器連續(xù)的軌跡控制。為提高路徑規(guī)劃問題的求解質(zhì)量和求解效率，研究者在其基礎(chǔ)上進行改進。在這個適應(yīng)度函數(shù)中以路徑長度和障礙物作為評價指標，并使所求解向指標漸小的方向進化。為 1 時第 i+1 點前段直線與障礙物不相交后一段相交， 1 的時候相反，為 0 的時候說明前后段的情況相同。這種遺傳算法能使機器人在復(fù)雜的環(huán)境中優(yōu)化出一條合適的路徑。 對于給定路徑， 該操作對路徑上的各路點 pi 以一定的概率改變其坐標。其中 γ 為使直線段不與障礙物相交所要移動的? ?nOPOPOPT ???? 21 ,?? ???? ?? 112111)( Ni iNi iK aaTF ????? Mj iji 0????????????????0)2(1 2 soossij ddddd??最短距離， do 為直線段到障礙物的距離，稱 ds 為安全距離 ,當 do ≥ ds 后 ,算法將不再試圖使路徑進一步遠離障礙物 ,稱該線段和障礙物無排斥。 （ 1）所謂建模是指建立合理的數(shù)學(xué)模型來描述機器人的工作環(huán)境 .本次涉及的機器人工作環(huán)境都是障礙物已知的二維空間。 算法設(shè)計 傳統(tǒng)路徑規(guī)劃方法 （ 1）自由空間法 （ free space approach） 基于簡化問題的思想 , 采用“結(jié)構(gòu)空間” 來描述機器人及其周圍的環(huán)境。同樣道理，嚙出變?yōu)槊撻_，嚙合變?yōu)閲С?，這樣柔輪相對剛輪轉(zhuǎn)動（角位移）了1/4 齒；同理，波發(fā)生器再轉(zhuǎn)動 1/8 周時，重復(fù)上述過 程，這時柔輪位移一個齒距。 執(zhí)行系統(tǒng) 機器人主臂機構(gòu)設(shè)計主要包括機械本體、伺服電機、減速器等機構(gòu)的設(shè)計，為了實現(xiàn)機械傳動機構(gòu)簡單、體積小、結(jié)構(gòu)緊湊 ，減速比大（ 100:1）等要求，整個機器人的結(jié)構(gòu)大致分成腰部關(guān)節(jié)、肩部關(guān)節(jié)、肘部關(guān)節(jié)、大臂與小臂。故壓縮空氣可以集中供應(yīng)，遠距離輸送 。目前采用的主要是前三種。但現(xiàn)在的變化時那些分布在工業(yè)密集的華南，華東沿海地區(qū)也開始對機器手表現(xiàn)出越來越濃厚的興趣，因為他們要面對工人流失率高，以及交帶來的挑戰(zhàn)。日本是工業(yè)機器手發(fā)展最快、應(yīng)用最多的國家。 Miura 對定位誤差、控制誤差和傳感器誤差建立分布 ,運 用統(tǒng)計決策理論規(guī)劃。但不存在光滑的時不變穩(wěn)定狀態(tài)反饋。每種傳感器各有利弊 ,于是人們自然想到了 取長補短 ,也即多傳感器集成和融合 ,其優(yōu)點在于提供了信息冗余、互補和適時(Timeliness),從而提高了信息的可靠性。智能移動機器人 [1][2]是機器人 學(xué)中的一個重要分支。 Geic algorithm 智能移動機器人 智能移動機器人概述 機器人的應(yīng)用越來越廣泛 ,幾乎滲透到所有領(lǐng)域。目前自主式智能移動機器人普遍使用的傳感器有 :聲納、紅外、激光掃描、攝像機和陀螺等。 Samson 指出 ,智能移動機器人開環(huán)可控。上述的規(guī)劃方法大多認為機器人具有完備的環(huán)境知識 ,并且假設(shè)能對機器人進行精確控制 ,但實際上這些條件是不能夠滿足的 ,因此有必要在規(guī)劃中考慮不確定因素的影響。聯(lián)邦德國機械制造業(yè)是從 1970 年開始應(yīng)用機器手，主要用于起重運輸、焊接和設(shè)備的上下料等作業(yè)。在工資水平較低的中國，分揀行業(yè)盡管仍屬于勞動密集型，機器手的使用已經(jīng)越來越普及，那些電子和汽車業(yè)的奧美跨國公司很早就在它們設(shè)在中國的工廠中引進了自動化生產(chǎn)。 機械手的傳動系統(tǒng)，根據(jù)動力源的不同，分為液壓、氣壓、電器、機械氣液聯(lián)合和電液聯(lián)合等方式。 4)由于壓縮空氣粘度小，因此在管路中的壓力損失也很小，一般其阻力損失不到油液在油路中損失的千分之一 。代表氣動技術(shù)今后的發(fā)展方向，也將始終貫穿著氣動機械手的發(fā)展與實用性。 對于雙波發(fā)生器的諧波齒輪傳動，當波發(fā)生器順時針轉(zhuǎn)動 1/8 周時，柔輪齒與剛輪齒就由原來的嚙入狀態(tài)而成嚙合狀態(tài)，而原來脫開狀態(tài)就成為嚙入狀態(tài)。利用 FPGA 來構(gòu)建