基于任務(wù)級(jí)的移動(dòng)機(jī)器人工業(yè)機(jī)械臂復(fù)合冗余系統(tǒng)的規(guī)劃技術(shù)研究的開(kāi)題報(bào)告

基于任務(wù)級(jí)的移動(dòng)機(jī)器人工業(yè)機(jī)械臂復(fù)合冗余系統(tǒng)的規(guī)劃技術(shù)研究的開(kāi)題報(bào)告一、研究背景與意義：隨著智能制造的興起和機(jī)器人技術(shù)的快速發(fā)展，移動(dòng)機(jī)器人和工業(yè)機(jī)器人的復(fù)合應(yīng)用成為了未來(lái)的發(fā)展方向。移動(dòng)機(jī)器人能夠在工業(yè)環(huán)境中自主地運(yùn)動(dòng)，工業(yè)機(jī)器人擁有卓越的精度和可靠性。聯(lián)合起來(lái)可以更好地適應(yīng)復(fù)雜的工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境。然而，移動(dòng)機(jī)器人和工業(yè)機(jī)器人的結(jié)合并不容易實(shí)現(xiàn)，需要解決許多規(guī)劃和控制的難題。本研究旨在探索一種基于任務(wù)級(jí)的復(fù)合冗余系統(tǒng)的規(guī)劃技術(shù)，解決移動(dòng)機(jī)器人和工業(yè)機(jī)器人復(fù)合系統(tǒng)中的規(guī)劃問(wèn)題，提高生產(chǎn)效率和質(zhì)量。二、國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀：現(xiàn)有的研究主要集中在工業(yè)機(jī)器人的路徑規(guī)劃和控制上，較少涉及移動(dòng)機(jī)器人和工業(yè)機(jī)器人的復(fù)合應(yīng)用。國(guó)內(nèi)外研究者提出了多種路徑規(guī)劃算法，如基于規(guī)劃圖的算法、優(yōu)化算法和搜索算法等。在控制方面，傳統(tǒng)的PID控制器被廣泛應(yīng)用，還出現(xiàn)了基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和模糊邏輯的控制方法。但是，在移動(dòng)機(jī)器人和工業(yè)機(jī)器人的復(fù)合應(yīng)用中，規(guī)劃和控制面臨的難點(diǎn)都與復(fù)合冗余系統(tǒng)的特點(diǎn)有關(guān)，需要對(duì)任務(wù)進(jìn)行分析和規(guī)劃，考慮冗余自由度、避免碰撞和減少能耗等因素。三、研究?jī)?nèi)容和目標(biāo)：本研究將基于任務(wù)級(jí)的方法，探索移動(dòng)機(jī)器人和工業(yè)機(jī)器人的復(fù)合冗余系統(tǒng)的規(guī)劃技術(shù)。具體內(nèi)容包括：1.對(duì)移動(dòng)機(jī)器人和工業(yè)機(jī)器人的復(fù)合系統(tǒng)進(jìn)行分析和建模，確定規(guī)劃目標(biāo)和約束條件。2.設(shè)計(jì)基于任務(wù)級(jí)的規(guī)劃算法，考慮具體任務(wù)和場(chǎng)景下的優(yōu)化策略。3.驗(yàn)證算法的性能和可行性，通過(guò)仿真和實(shí)驗(yàn)評(píng)估規(guī)劃結(jié)果的準(zhǔn)確性和實(shí)用性。研究目標(biāo)是提供一種高效、智能化的規(guī)劃技術(shù)，能夠幫助移動(dòng)機(jī)器人和工業(yè)機(jī)器人更好地協(xié)同工作，優(yōu)化生產(chǎn)過(guò)程。四、研究方法：本研究采用理論研究和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證相結(jié)合的方法。在理論研究方面，將探索任務(wù)級(jí)的規(guī)劃方法，建立復(fù)合冗余系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，并設(shè)計(jì)針對(duì)特定任務(wù)場(chǎng)景的規(guī)劃算法，考慮機(jī)器人的動(dòng)態(tài)特性和環(huán)境約束等因素。在實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證方面，將利用仿真和實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，測(cè)試設(shè)計(jì)算法的性能和可行性，并仿真分析規(guī)劃結(jié)果的準(zhǔn)確性和實(shí)用性。五、預(yù)期成果：預(yù)計(jì)本研究將得到以下成果：1.基于任務(wù)級(jí)的復(fù)合冗余系統(tǒng)的規(guī)劃方法，能夠準(zhǔn)確快速地優(yōu)化機(jī)器人運(yùn)動(dòng)軌跡，提高生產(chǎn)效率和質(zhì)量。2.實(shí)現(xiàn)移動(dòng)機(jī)器人和工業(yè)機(jī)器人復(fù)合應(yīng)用的目標(biāo)，探索移動(dòng)機(jī)器人與工業(yè)機(jī)器人的合理、高效的協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)。3.驗(yàn)證算法的可行性和性能，并提出進(jìn)一步的優(yōu)化和改進(jìn)方案。六、研究計(jì)劃：本研究預(yù)計(jì)于2019年9月開(kāi)始，歷時(shí)兩年完成。具體研究計(jì)劃如下：1.第一年：進(jìn)行移動(dòng)機(jī)器人和工業(yè)機(jī)器人的復(fù)合冗余系統(tǒng)理論研究，建立數(shù)學(xué)模型，設(shè)計(jì)基于任務(wù)級(jí)的規(guī)劃算法。2.第二年：實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證算法的準(zhǔn)確性和實(shí)用性，優(yōu)化算法性能和改進(jìn)方法，撰寫(xiě)論文并進(jìn)行學(xué)術(shù)交流。3.第三年：完成論文撰寫(xiě)和翻譯，準(zhǔn)備畢業(yè)答辯。七、參考文獻(xiàn)：[1]陳志增,周正昌.機(jī)器人規(guī)劃與控制[M].上海：同濟(jì)大學(xué)出版社，2011.[2]Song,Y.,etal.“Task-levelplanningformulti-robotsystemsusinghybridhierarchicaltasknetworks“,RoboticsandAutonomousSystems59(8),632-645,2011.[3]Wang,H.,etal.“Atask-levelmotionplanningframeworkforredundantmanipulatorsinconstrainedenvironments“,InternationalJournalofRoboticsandAutomation34(3),238-249,2019.[4]Saab,W.,etal.“Task-levelredundancyresolutionschemes