基于任務級的移動機器人工業(yè)機械臂復合冗余系統(tǒng)的規(guī)劃技術研究的開題報告

基于任務級的移動機器人工業(yè)機械臂復合冗余系統(tǒng)的規(guī)劃技術研究的開題報告一、研究背景與意義：隨著智能制造的興起和機器人技術的快速發(fā)展，移動機器人和工業(yè)機器人的復合應用成為了未來的發(fā)展方向。移動機器人能夠在工業(yè)環(huán)境中自主地運動，工業(yè)機器人擁有卓越的精度和可靠性。聯(lián)合起來可以更好地適應復雜的工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境。然而，移動機器人和工業(yè)機器人的結(jié)合并不容易實現(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級的復合冗余系統(tǒng)的規(guī)劃技術，解決移動機器人和工業(yè)機器人復合系統(tǒng)中的規(guī)劃問題，提高生產(chǎn)效率和質(zhì)量。二、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀：現(xiàn)有的研究主要集中在工業(yè)機器人的路徑規(guī)劃和控制上，較少涉及移動機器人和工業(yè)機器人的復合應用。國內(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控制器被廣泛應用，還出現(xiàn)了基于神經(jīng)網(wǎng)絡和模糊邏輯的控制方法。但是，在移動機器人和工業(yè)機器人的復合應用中，規(guī)劃和控制面臨的難點都與復合冗余系統(tǒng)的特點有關，需要對任務進行分析和規(guī)劃，考慮冗余自由度、避免碰撞和減少能耗等因素。三、研究內(nèi)容和目標：本研究將基于任務級的方法，探索移動機器人和工業(yè)機器人的復合冗余系統(tǒng)的規(guī)劃技術。具體內(nèi)容包括：1.對移動機器人和工業(yè)機器人的復合系統(tǒng)進行分析和建模，確定規(guī)劃目標和約束條件。2.設計基于任務級的規(guī)劃算法，考慮具體任務和場景下的優(yōu)化策略。3.驗證算法的性能和可行性，通過仿真和實驗評估規(guī)劃結(jié)果的準確性和實用性。研究目標是提供一種高效、智能化的規(guī)劃技術，能夠幫助移動機器人和工業(yè)機器人更好地協(xié)同工作，優(yōu)化生產(chǎn)過程。四、研究方法：本研究采用理論研究和實驗驗證相結(jié)合的方法。在理論研究方面，將探索任務級的規(guī)劃方法，建立復合冗余系統(tǒng)的數(shù)學模型，并設計針對特定任務場景的規(guī)劃算法，考慮機器人的動態(tài)特性和環(huán)境約束等因素。在實驗驗證方面，將利用仿真和實驗平臺，測試設計算法的性能和可行性，并仿真分析規(guī)劃結(jié)果的準確性和實用性。五、預期成果：預計本研究將得到以下成果：1.基于任務級的復合冗余系統(tǒng)的規(guī)劃方法，能夠準確快速地優(yōu)化機器人運動軌跡，提高生產(chǎn)效率和質(zhì)量。2.實現(xiàn)移動機器人和工業(yè)機器人復合應用的目標，探索移動機器人與工業(yè)機器人的合理、高效的協(xié)調(diào)運動。3.驗證算法的可行性和性能，并提出進一步的優(yōu)化和改進方案。六、研究計劃：本研究預計于2019年9月開始，歷時兩年完成。具體研究計劃如下：1.第一年：進行移動機器人和工業(yè)機器人的復合冗余系統(tǒng)理論研究，建立數(shù)學模型，設計基于任務級的規(guī)劃算法。2.第二年：實驗驗證算法的準確性和實用性，優(yōu)化算法性能和改進方法，撰寫論文并進行學術交流。3.第三年：完成論文撰寫和翻譯，準備畢業(yè)答辯。七、參考文獻：[1]陳志增,周正昌.機器人規(guī)劃與控制[M].上海：同濟大學出版社，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