机械工程专业科学技术的发展：WZ200601

1 一 机器人技术综论 机器人技术历史、现状及发展趋势 0601001 国外仿人机器人发展概况 [刊，中]/李允明 ∥机器人 .— 2005， 27(6).— 561~568 介绍了国外仿人机器人发展的特点，详细分析了 日本、美国和韩国等国几种仿人机器人的主要技术及 其技术指标。根据国外的样机设计，作者讨论了仿人 机器人各部分自由度的选用，分析了仿人机器人传动 和控制设计中的一些问题。就国外仿人机器人发展对 中国的启示提出了看法。 0601002 纳米生物机器人研究与进展 [刊，中]/蒋怀 伟，王石刚，徐威∥机器人 .— 2005， 27(6).— 569~574 介绍了纳米生物机器人相关领域的研究概况，给 出了本小组基于病毒的纳米生物机器人的概念模型， 对其中的关键技术和方法进行了分析，总结了目前存 在的主要难题和可能的解决途径，最后展望了纳米生 物机器人未来的发展方向。 0601003 多机器人系统的研究现状 [刊， 中]/熊举峰， 谭冠政，盘辉∥计算机工程与应用 .— 2005， 41(30). — 28~30,45 介绍了多机器人系统的研究进展及现状，对该领 域内的主要内容(思想源泉、体系结构与控制、通信、 学习、 可重构机器人)的研究现状作了分析和介绍， 还 提出了一些未来值得研究的议题。 二 机器人与操作器的一般概念 遥控机器人 0601004 基于多传感器信息融合的移动机器人导航 系统 [刊，中]/孔凡天，陈幼平，谢经明∥计算机工程 与应用 .— 2005， 41(32).— 22~24,27 介绍了多传感器信息融合的基本原理，给出了基 于多传感器信息融合的移动机器人导航系统结构。建 立了移动机器人数学模型，运用基于扩展卡尔曼滤波 的信息融合方法实现了移动机器人导航算法。通过实 验验证了基于多传感器信息融合的移动机器人导航系 统和导航算法的有效性。 0601005 一种动态未知环境中自主机器人的导航方 法 [刊，中]/孟伟，黄庆成，韩学东∥计算机研究与发 展 .— 2005， 42(9).— 1538~1543 提出一种动态未知环境中机器人自主导航方法， 利用少量的人类辅助避免了繁琐的地图描述。该方法 分两个阶段 :用户引导阶段和自主导航阶段。 在用户引 导阶段，利用多种传感器信息融合生成局部环境的粗 略的极坐标地图，利用它可以得到全局地图，还给出 了消除传感器数据误差的方法；在自主导航阶段，利 用引导阶段得到的地图在动态环境中进行运动，并给 出了运动控制的约束条件以及动态避障的方法。机器 人利用该方法可以处理突发的障碍物，还能对路径进 行优化，实验结果证明了其有效性。 0601006 气动多吸盘爬壁机器人 [刊，中]/孙锦山， 杨庆华，阮健∥液压与气动 .— 2005，( 8).— 56~59 介绍了一种气动爬壁机器人的原型设计，该机器 人新颖之处在于采用多个吸盘组成的吸附机构和气动 柔性驱动机构，它可以在玻璃面上和平整的金属表面 上蠕动爬行。 主要阐述了爬壁机器人关键结构的设计、 安全性分析、控制系统和运动实现。 0601007 网络机器人遥操作实现研究 [刊，中]/郭建 光，符秀辉∥仪器仪表学报 .— 2005， 26(S1).— 477~478 通过将网络与机器人合成，设计了一个网络遥操 作系统。该系统采用 C/S 体系结构。操作者在客户端 通过观察图像和距离信息，操纵游戏杆控制远程的移 动机器人完成基本的运动和避开障碍物的运动。实验 验证了遥操作系统的可行性和合理性。 0601008 管道机器人系统的研究 [刊，中]/马宏，白 素平，闫钰锋∥仪器仪表学报 .— 2005， 26(S1).— 286~287 提出了一种能够对口径在 Φ35~155mm 范围的管 道内表面质量实现半自动检测的管道机器人系统。该 系统可以把管道内壁裂纹、砂眼、焊缝、疵病等图像 信息检测并摄录下来，并通过监视器提供实时图像供 操作者随时观察，经计算机进行图像处理与识别，给 出管道内表面的粗糙度等级。 0601009 利用多个特征进行移动机器人视觉导航 [刊， 英]/ Pears， N.， Bojian， Chen， Z.∥Eurasip Journal on Applied Signal Processing.— 2005， 14.— 2250~2259 提出了一个将地平面与移动机器人视野区分开的 方法，然后利用它测量移动机器人地平面上方的非地 面特征的高度。这样，移动机器人可以确定它能够从 上方、下方驶过的物体，以及它需要绕过的物体。除 避障外，这种数据还可以用于定位与地图创建。所有 这些都是利用未标定摄像机(只使用原始像素坐标系) 完成的，但受摄像机的(准)纯平移运动的限制。主要 贡献有：( 1)一个新的互逆极( RP)图像校正法；( 2)RP 空间中利用正弦模型进行拟合的地平面区分法；( 3) 用来测量仿射高度的新型投影构筑法； (4)利用一系列 视觉特征可以在大范围视觉环境中工作的算法。参 16 0601010 机器人向做未知机动动作的移动目标导航 的方法 [刊， 英]/ Belkhouche， F.， Belkhouche， B.∥Ro- botica.— 2005， 21(6).— 709~720 研究了机器人向运动目标导航的一个方法。机器 2 人事先不了解目标的运动。我们的方法采用机器人与 目标的运动学方程，并结合了一些几何规则。首先， 推导了这个跟踪问题的一个运动学模型，提出了两个 机器人导航策略，即速度追踪引导律与偏差追踪引导 律。结果表明，在这两种情况下，机器人的角速度等 于视线角速率。讨论并证明了这些导航策略的一些重 要性质。存在障碍物时，采用两个导航模式：跟踪模 式，它是全局性的；规避模式，它是局部性的。在避 障模式下，建立了一个极坐标图，其中包含障碍物及 追踪方向方面的信息。做了大量的仿真研究，证明了 这两个策略在各种情况下的有效性。图 15 参 25 0601011 混合式臀关节微型爬行机器人的设计、建 模、控制与评估 [刊，英]/ Krosuri， S.P.， Minor， M.A. ∥The International Journal of Robotics Research.— 2005， 24(12).— 1033~1053 本文旨在设计、 控制并评估一种双足爬行机器人， 这种机器人采用一种新型混合式臀关节。臀关节只需 一个驱动器就可以在机器人上离散地产生棱形及旋转 运动。这可以提高机器人在狭窄环境中的适应能力以 及它越过或绕过障碍物的能力。根据机器人的尺寸， 对混合式臀关节进行优化，在使运动范围最大的条件 下研究了驱动限制。讨论了机器人的机械结构以及运 动规划时的位置正解与位置逆解。分析了混合式臀部 关节在旋转相与棱形相下的机器人可达工作空间。建 立了不同的机器人移动步幅， 研究了动态控制器要求。 进行了实验评估， 令机器人在坡度不同的表面上步行、 爬行并跨越表面，以评估该系统的性能及重复精度。 图 24 表 9 参 27 0601012 采用贝叶斯推理法基于行为网络进行移动 机器人导航 [会，英]/ Min， H.J.∥Proceedings of the 2005 IEEE International Conference on Mechatronics and Automation.— 1479~1484 提出了一个使智能机器人在不确定环境中避开移 动障碍物到达目标位置的技术。非静态环境中的机器 人需要推导变化的情况。基于行为的方法可以鲁棒地 管理环境内的交互行为，但尽管它具有响应速度快的 优点，但还未大量应用于规划与推理等更为复杂的问 题。本文提出了一个混合式控制体系结构，来推导动 态情形。 低层利用行为网络生成反射行为与自主行为， 高层利用贝叶斯网络为移动机器人推导动态情形。在 各种情况下利用实际的机器人取得了一些实验结果， 它们表明，利用该体系结构，机器人避开了静态障碍 物与运动障碍物，到达了目标点。参 17 0601013 采用脉宽调制控制法的单驱动模块式机器 人 [会，英]/ Karbasi， H.， Khajepour， A.， Huissoon， J.∥ Proceedings of the 2005 IEEE International Confe- rence on Mechatronics and Automation.— 260~267 针对模块式机器人及相关控制法，介绍了一个新 开发的概念与设计法。这种新机器人称作“单驱动模 块式机器人” ， 其设计法中只使用了一个驱动装置来操 作所有的关节。驱动装置安装在机器人基座，所有关 节利用弹簧缠绕套管( SWC)在各模块内部从中央旋 转杆输出动力。这项技术能够有效地降低各模块的质 量， 这是模块式机器人的设计与应用中最重要的阻碍。 从控制的角度， 利用脉宽调制( FWM)技术来控制单驱 动模块机器人，通过控制套管的接合时间来调节关节 的位置与速度。我们研究了平面单驱动模块式机器人 的总体设计，得到了一个自扩展公式，可以自动生成 所有的运动方程且这些方程只基于模块数量。进一步 对 SWC 及自锁机构进行了建模，它们也是该机器人 的组成部分。参 19 0601014 办公室自动化地面条件下基于视觉的移动 机器人的遥操作 [会，英]/ Kubota， N.， Kamijima， S.， Taniguchi， K.∥Proceedings of the 2005 IEEE Inter- national Conference on Mechatronics and Automation.— 614~619 讨论了办公室自动化地板下操作员与基于视觉的 移动机器人之间的接口。首先，解释了移动机器人遥 控系统的硬件，以及机器人测量信息的展示系统。地 板下有许多支撑柱，机器人应根据周围支撑柱的布局 来估算自身的位置。我们采用 K 均值算法与稳态遗传 算法( SSGA)从图像中抽取支撑柱。然后，采用所提 出的方法在办公室自动化地板下控制移动机器人。我 们还提出了一个关注操作员的机构。实验结果证实了 该方法的有效性。参 19 0601015 环境知识不确定情况下面向目标的移动机 器人导航策略 [会，英]/ Suzuki， T.， Shin， S.， Trevai， C.∥Proceedings of the 2005 IEEE International Confe- rence on Mechatronics and Automation.— 741~746 针对全方位机器人，提出了一个集成式路径规划 与避碰法。基于该方法的自主移动机器人利用一个导 航函数的下降梯度发现到达目标的更短的安全路径。 研究了一些方法，来解决机器人传统导航实验中出现 的一些典型问题。 特别是，我们选择了两种情景： 1)U 形深窄通道； 2)两个障碍物间的窄通道问题。仿真与 实验结果表明，该导航法能够有效地建立一个路径规 划系统，在环境知识不确定情况下，在可能存在陷阱 情况下，能够达到目标并避开障碍物。参 17 0601016 利用对天气及季节变化具有鲁棒性的物体 识别法实现基于视觉的室外导航 [刊， 日]/桂浩章， 三 浦纯， Hild M.∥日本日本ロボット学会誌 .— 2005， 23(1).— 75~83 介绍了一种基于视觉的室外导航法。 在此方法中， 用户首先沿一条路线引导机器人。在这种引导运动过 3 程中，机器人学习一系列图像并了解这条路线的粗略 几何形状。然后，机器人沿这条路线自主运动，通过 对所学习的图像与输入图像进行比较来确定自身的位 置。在室外，季节与天气的变化会使图像中的物体外 观发生较大变化，因此简单的图像比较并没有效果。 我们提出了一个比较方法。机器人首先利用物体模型 来识别物体，这些模型可以容忍外观的变化，然后比 较所学习的图像与输入图像的识别结果。开发了一个 方法，它自动地从一个图像序列中选择关键图像进行 比较。在校园中在各种条件下进行了 350 米的自主导 航，实验结果证实了该方法的可行性。图 19 表 3 参 15 0601017 具有柔性机构的轮式移动机器人的运动 [刊，日]/藤原浩幸，中野荣二，大久保宏树∥日本 日本ロボット学会誌 .— 2005， 23(1).— 95~103 讨论了新设计的可爬台阶的轮式机器人并进行了 具体的分析。该机构在前后轮之间有一个柔顺元件， 可以帮助轮子爬越高于其轮径的台阶。通过分析得出 了柔性元件的最优柔性，使轮子与台阶壁尽可能长地 接触。给出了一些仿真与实验结果，来证明该机构的 有效性。图 12 表 1 参 14 0601018 4R 与 5R 并联机构移动机器人 [刊，日]/山 脇， 辅森， 小俣透∥日本日本ロボット学会誌 .— 2005， 23(2).— 213~219 提出了一个自重构并联机器人， 它可以配置成 4R 与 5R 闭式运动学链。将它安装在爬行机构上，提出 了一个并联机构移动机器人。这种组合式移动机器人 可以利用其并联机构获得移动之外的一些其它有用功 能，例如利用其形状来携载物体，通过控制重心与零 力矩点来越过凸起物。一般说来，爬行机器人要想越 过竖直凸起物， 在凸起物的竖直方向上必须有摩擦力。 所提出的翻越凸起物的顺序不依赖于摩擦力。而且， 两台或多台此类机器人进行合作可以实现一些功能， 例如形成三维结构。利用两台机器人进行了验证， 4R 机器人可以举起 5R 机器人，使其可以达到自身不能 达到的高度。分析了这种运动的静力学，以便评估 4R 机器人所必需的关节转矩。图 18 表 2 参 10 0601019 可以爬台阶的足—轮混合式小车 Zero Ca- rrier 的开发 [刊，日]/广濑茂男，袁建军，小沼洋介 ∥日本日本ロボット学会誌 .— 2005， 23(3).— 330~ 336 爬台阶的移动车的开发是爬台阶轮椅和 /或检测 机器人的基础，目前需求迫切。现已提出了几种使用 爬行机、轮及足的小车，来实现稳定的爬台阶运动。 然而，传统车受限于其机动能力、安全性、机械尺寸 与重量。我们提出了一种新型爬台阶足—轮混合式小 车，称作“ Zero Carrier” 。 Zero Carrier 由 8 个统一的 棱形关节足组成，其中 4 个安装了主动轮，另 4 个安 装了被动脚轮。 Zero Carrier 可以设计得重量轻，功率 大。在做爬台阶运动时，它可以保持很大的稳定性， 完成无滑动转弯运动。然后，完成了 Zero Carrier 的驱 动机构、传感器及运动控制系统的设计，并利用机械 模型 Zero Carrier I 演示了它的运动。图 18 参 8 0601020 部分可观测环境中基于记忆的导航 [刊， 英] /Montesanto， A.， Tascini， G.， Puliti， P.∥Robotics and Autonomous Systems.— 2006， 54(1).— 84~94 提出了一个体系结构，它可以通过非监督式强化 学习实现反应式视觉导航。这个目标是利用 Q学习以 及该体系结构的递阶式方法实现的。这些技术与部分 可观测马尔可夫决策过程( POMDP)不同， 而且需要做 一些创新，包括：用来推广经验并处理部分可观测性 的试探技术； Q函数的速度延期技术；能够在无监督 情况下学习复杂任务的专门的强化策略的定义。 结果， 能够在仿真环境中对导航分配任务进行满意的学习。 图 10表 3参 19 智能机器人 0601021 自主移动机器人系统的新研究方法：AIS [刊，中]/段清娟，王润孝，冯华山∥计算机工程与应 用 .— 2005， 41(32).— 65~67 多自主移动机器人系统( MAMRS)与免疫系统有 许多相似之处，将免疫识别效应和局部免疫网络 (LIN)机理引入到 MAMRS 中，以机器人所探测到的 周围环境作为抗原，将采取的反应行为看作抗体，而 在 LIN 之间相互作用通过机器人间的通讯实现，最终 在整个免疫系统内，决定机器人行为。通过仿真实验 证明该方法有效。 0601022 仿人机器人系统的研究与实现 [刊，中]/钟 华，吴镇炜，卜春光∥仪器仪表学报 .— 2005， 26(S1). — 870~872 针对仿人机器人的结构和控制性能的要求，设计 开发了机器人的关节控制器，并利用 CAN 总线把各 个关节和力传感器及上位机连接在一起，构成了有效 可靠的分布式控制系统；利用无线局域网技术，实现 了语音、视频等多媒体信息的传输，构成了仿人机器 人完整的控制系统。最后提出了一些设想以提高系统 的性能。 0601023 iBotGuard：一种基于因特网的采用无变化 脸部识别法防范入侵者的智能机器人安保系统 [刊， 英] /Liu， J.N.K.， Wang， M.， Feng， B.∥IEEE Transactions on Systems， Man and Cybernetics Part C: Applications and Reviews.— 2005， 35(1).— 97~105 采用安保机器人进行远程监视是智能机器人系统 的一个重要应用领域。在安全方面，一个基本要求是 4 要能自动检验进入安全区域或受限制区域的人员，向 远处的安全人员发出警报， 然后协助他们跟踪进入者。 本文给出了一个基于因特网的安保机器人系统。该面 部识别法具有“不变的”识别特征，其中包括面部表 示、观察视图、三维姿态、个体外观、照明变化与遮 断结构。实验中使用的因特网连接方式为 33.6-kb/s 的 调制解调器，成功地对一台移动机器人进行了远程控 制，这证明基于流技术的方法能够大大提高机器人遥 操作的敏感性。这种改进措施可以确保安全人员能够 以较低的成本有效地利用因特网对移动机器人进行远 程控制，跟踪并辨识可能的进入人员。参 27 0601024 能够安全向后翻倒的与人等大的仿人机器 人 [刊，日]/藤原清司，金广文男，梶田秀司∥日本 日本ロボット学会誌 .— 2005， 23(4).— 427~434 研究了一个可以使与人等大的仿人机器人安全地 向后翻倒的方法。腿部的下蹲扩展运动减轻了跌倒的 冲击，而机器人的吸震部件可以将力保持在容许的范 围内。该机器人在跌倒后可以自己再站立起来。图 11 表 3 参 13 0601025 基于运动员骨盆旋转运动经力矩补偿实现 仿人机器人的高速行走 [刊，日]/上田淳，白荣健司， 小田伸午∥日本日本ロボット学会誌 .— 2005， 23(4). — 457~465 针对快速行走中的仿人机器人，提出了一个绕站 立足的垂直轴进行动量补偿的方法。要想在行走过程 中利用手臂完成任务，机器人的上体部分，即手臂与 躯干，不能用于动量补偿，应专门用来完成任务。而 且， 对接触竞技类运动员的骨盆转动进行了实验观测， 考察了一种特殊的行走方式，称作躯干无扭动行走。 将这些观察的结果与人的正常行走进行比较，观察了 骨盆相对于摆动腿的反相转动。在仿人机器人上实现 了骨盆转动的这种反相特征。提出了一个确定人腰部 转动以及摆动腿俯仰角的方法。这种行走法实现了完 整的行走运动，包括动量完全由下身来补偿。与不扭 动躯干或不摆动手臂的标准仿人机器人行走法相比， 该行走法减小了站立足绕垂直轴的转矩。而且，还提 高了行走轨迹的直线性以及快速行走过程中上体的稳 定性。图 20 表 2 参 21 0601026 可完成操作任务的仿人机器人的全身运动 生成 [刊，日]/井上健司，西滨祐介，坂田幸太郎∥ 日本日本ロボット学会誌 .— 2005， 23(8).— 967~976 为移动操作型仿人机器人提出了一个控制法。机 器人自主地生成其全身运动并迈步，以提高手臂操作 性能与机器人稳定性，并利用它的手完成各种操作任 务，从而实现稳定的、灵巧的操作。目标操作任务是 两手的期望轨迹，而且手上可能被施加外力。为了完 成这种任务，利用阻抗控制法始终沿手的期望轨迹对 其进行控制。与手的这种运动相协调，机器人对身体 与腿进行控制，使手易于完成任务。它通过评估双臂 的操作性、稳定区域方向以及移动方向来确定下一个 落脚点。定义了一个评估函数，它由双臂操作性及机 器人的静态稳定性组成，当新的双足支撑态优于当前 的支撑态时，机器人迈步。无论是在双足支撑态，还 是在单足支撑态，机器人都利用支撑腿对身体姿态进 行控制，因此这个评估函数可能是最优的。在单足支 撑态，摆动腿移动到下一个落脚点。利用动态仿真器 OpenHRP 对采用该方法的仿人机器人 HRP-1 的各种 运动进行了仿真。图 12 表 2 参 38 0601027 通过设计非线性动力学吸引子实现仿人机 器人的运动形成 [刊，日]/冈田昌史，大里健太，中村 仁彥∥计测自动制御学会论文集 .— 2005， 41(6).— 533~540 人类运动是通过身体与环境之间的交互产生的。 信息处理系统利用身体状态及环境的信号反馈定义了 当前的运动。运动模式并不事先存在，而是作为信息 处理、人体及环境的动力学的夹带现象的结果出现。 本文基于动力学信息处理系统，提出了仿人机器人的 运动形成系统设计方法，以便在考虑机器人身体动力 学的吸引因子的情况下设计动态系统。从控制工程角 度看，该方法所设计的控制器可以使机器人镇定到平 衡轨迹。图 15 参 8 微型机器人 0601028 外场驱动无缆微机器人的仿生游动特性 [刊，中]/张永顺，刘巍，贾振元∥机械工程学报 .— 2005， 41(10).— 51~56 研制了以 NdFeB 为驱动器的仿生游动微型机器 人， 其作业原理是通过改变时变振荡磁场的驱动频率， 媒介于嵌入机器人头部 NdFeB 的磁机耦合作用， 将时 变振荡磁场能转换成机器人头部摆动的机械能，再带 动铜薄膜尾鳍产生波动并与液体耦合产生推力。由于 NdFeB 为非接触式驱动，因此机器人的驱动不需要电 缆。基于固定端摆动悬臂梁模型，建立了机器人尾鳍 受迫振动波动方程和基于仿生游动原理的推力计算模 型，以尾鳍波动的前三阶谐振模态为输入对其产生的 推力进行了计算，得出了尾鳍各阶谐振模态与推力的 关系，试验验证了理论分析的正确性，表明无缆驱动 控制仿生游动微型机器人的方案切实可行。 0601029 微操作并联机器人几何误差建模的参数误 差转换法及误差敏感性分析 [刊， 中]/张建军， 王晓慧， 高峰∥机械工程学报 .— 2005， 41(10).— 39~43 提出微操作并联机器人几何误差建模的参数误差 转化法，建立正交结构 6-PSS 微操作并联机器人的几 何误差模型， 通过构造几何误差模型的 Lagrange 条件 5 极值方程，对误差进行敏感性分析，最后讨论了各类 参数误差在终端几何误差模型中的关联性。 研究表明 : 所提出的方法简单明了，行之有效。 0601030 柔性宏—微机器人可补偿性分析 [刊，中]/ 陈东海，张绪平，余跃庆∥机械制造 .— 2005， 43(9). — 29~31 基于宏—微系统的工作原理，提出了实现宏—微 机器人补偿的几何条件，并对增大微机器人的补偿能 力提出了可补偿性指标，数值仿真验证了理论分析。 0601031 钕铁硼永磁体微型机器人转矩的分析 [刊， 中]/张永顺，张瑞侠∥机械制造 .— 2005， 43(8).— 22~24 研制了一种外磁场控制的永磁体式微型管内机器 人，提出了基于等效磁荷法中的磁矩传递力矩对永磁 体式微型机器人传递力矩进行了分析计算，建立了传 递力矩的数学模型，这将对永磁体式微型机器人的理 论研究与实际应用具有指导作用。 0601032 利用支持单细胞操作的机器人实现高产出 的简易微注射 [刊，英]/ Matsuoka， H.， Komazaki， T.， Mukai， Y. ∥ Journal of Biotechnology.— 2005， 116(2).— 185~194 单细胞操作支持机器人( SMSR)是针对高产出简 易微注射开发的。其概念是支持微注射的相关工作， 让实验者只关注微注射本身。 SMSR被应用于稻谷原 生质以及鼠胚胎干( ES)细胞的微注射。这些细胞的微 注射比纤维原细胞等普通动物细胞的微注射更困难。 对于稻谷原生质， 100个细胞的无停顿微注射可以在 1 小时内完成，与没有使用机器人时相比，快了 17倍。 成功率为 7~8%，与没有使用机器人时相当。这些结果 表明， SMSR是一种有用的机器，可实现活体细胞中 特定基因与蛋白质的微注射， 以分析它们各自的功能， 这在后基因时代是一项迫切而重要的课题。参 28 人—机器人系统 0601033 助手机器人采用光度不变性的交互式物体 识别系统 [刊，英 ]/Hossain， M.A.， Kurnia， R.， Nakamura， A.∥IEICE Transactions on Information and Systems.— 2005， E88-D(11).— 2500~2508 正在开发一种助手机器人，用户可以通过语音发 出命令，让机器人完成任务。机器人需要一个视觉系 统来识别命令中出现的物体。然而，在各种条件下都 能工作的视觉系统是很难实现的。因此，我们选择让 用户通过语音对其进行辅助。当视觉系统不能完成任 务时，机器人向用户发出声音，用户的自然反应会为 机器人视觉系统提供有用的信息。我们以前的系统假 定可以无误地分割图像。然而，如果对象被遮蔽或对 象的各部分由多种颜色组成，那么不可避免地会出现 分割故障。本文给出了一种扩展式系统，它可以利用 光度不变性恢复分割故障。如果系统对分割结果不确 定，则系统根据不变值采用适当的表达方式向用户发 出询问。实验结果证实了该系统的有用性。参 19 0601034 用来实现人—机器人交互的双向眼接触 [刊，英]/ Miyauchi， D.， Nakamura， A.， Kuno， Y.∥ IEICE Transactions on Information and Systems. — 2005， E88-D(11).— 2509~2516 眼部接触是一种有效的控制人类交流的手段，例 如在交流开始时刻。似乎我们只需要看对方就可以实 现眼部接触。但仅仅这样做并不能建立眼部接触。双 方还需要知道被对方注视。本文提出了一个双向眼部 接触方法，用来满足人—机器人交流的这些条件。当 人想与机器人交流时，他注视机器人。如果机器人发 现人在注视它，则回视人，并改变面部表情，让人知 道它注意到了人的注视。当机器人想与特定的人交流 时，它移动身体并面向人，然后改变面部表情，使人 注意到它的注视。给出了几个实验结果，以证明该方 法的有效性。而且，还给出了一台机器人，它能够在 与人进行眼部接触后识别手势，这证明了眼部接触作 为一种交流控制手段的有效性。参 13 0601035 人—机器人交互的实时安全性 [刊，英]/ Kuli?， D.， Croft， E.A.∥Robotics and Autonomous Sys- tems.— 2005， 54(1).— 1~12 提出了一个在人—机器人交互过程中实时确保安 全性的策略。根据人与机器人间可能发生的碰撞所产 生的冲击力的影响因子，显式计算了交互过程中的危 险度。然后，当这个危险度指数超过预先指定的阈值 时，利用该指数作为实时轨迹生成法的输入。阐述了 这个危险度指数，以便在周围存在多个障碍物的情况 下产生可证明稳定的、快速的响应。针对关节式多自 由度机器人，开发了一个使危险度指数最小化的运动 策略。仿真与实验证明了该方法的有效性。图 16表 1 参 34 0601036 单主多从远程微操作系统中的人—机器人 共享控制 [会，英]/ Hwang， G.， Szemes， P.T.， Ando， N.∥Proceedings of the 2005 IEEE/ASME International Conference on Advanced Intelligent Mechatronics(vol. 1).— 301~306 采用先进的远程微操作方法基于共享控制框架正 在开发单主多从远程微操作系统。 单主( PHANToM 触 觉装置)与多从(六自由度并联操作器)构形会产生映 射问题，这对于某些协作操作而言可能很严重。在单 主双从环境中采用位置 /力虚拟映射方法在抓握任务 中实现了人—机器人共享式内力控制框架。拾放实验 证明，这个共享控制框架在单主多从远程微操作系统 中改进了内力调节。参 9 6 0601037 采用手势指令的人与操作器的协同工作系 统 [刊，日]/河原崎德之，保谷一郎，西原主计∥日本 日本ロボット学会誌 .— 2005， 23(6).— 761~766 提出了一个采用手势指令的人与操作器的协同工 作系统。该系统的目标是操作器根据人的手势指令在 同一工作空间中与人一同工作。我们的协同工作系统 由操作器、 PC 机及三目立体视觉硬件组成。由于该系 统需要识别手在三维工作空间中的位置与姿势，因此 采用了三目立体视觉硬件。手与对象的三维位置是利 用距离图像得到的，并基于手的长度与宽度来识别手 势。我们提出的方法将手部面积分解为两块，以便快 速地识别手势。 利用实验结果说明了该系统的有效性。 图 13 参 16 0601038 与人通讯的仿人机器人的嵌入式协作行为 [刊，日]/神田崇行，镰岛正幸，今井伦太∥日本日 本ロボット学会誌 .— 2005， 23(7).— 898~909 报告了仿人机器人方面的一些成果，机器人在路 线引导情况下有效地利用身体性质做出听人说话的样 子。人向机器人示教一条路线，机器人利用时间与空 间协作行为表示它正在听人说话，就像它是人的听众 一样。该机器人由许多通讯单元组成，还包含选择适 当单元的规则。通讯单元实现特定的协作行为，例如 眼部接触与点头。选择通讯单元的规则是通过 WOZ 实验搜索的。做了一项实验，来检验所开发的行为的 有效性。结果，具有协作行为的机器人得到了更好的 客观评价， 它与人类听众非常相似。 具体的分析表明， 这种较好的评价主要是由于身体运动以及发言产生 的。另一方面，人对机器人的发言受机器人的发言的 促进，但不受身体运动的影响。图 12 表 7 参 23 0601039 人—机器人交互的实时安全性 [刊，英]/ Kuli?， D.， Croft， E.A.∥Robotics and Autonomous Sys- tems.— 2006， 54(1).— 1~12 提出了一个在人—机器人交互过程中实时确保安 全性的策略。根据人与机器人间可能发生的碰撞所产 生的冲击力的影响因子，显式计算了交互过程中的危 险度。然后，当这个危险度指数超过预先指定的阈值 时，利用该指数作为实时轨迹生成法的输入。阐述了 这个危险度指数，以便在周围存在多个障碍物的情况 下产生可证明稳定的、快速的响应。针对关节式多自 由度机器人，开发了一个使危险度指数最小化的运动 策略。仿真与实验证明了该方法的有效性。图 16表 1 参 34 其他 0601040 基于连接主义系统的足球机器人角色分配 的进化 [会，英]/ Huang， L.， Song， Q.， Kasabov， N.∥ Proceedings of the 2005 IEEE International Sympo- um on Intelligent Control and 13th Mediterranean Con- ference on Control and Automation(vol.1).— 36~40 对于一组共同完成一项任务的机器人(多智能 体)，各机器人应根据任务环境的变化发挥特定的作 用。机器人足球是个典型实例，其中一组移动机器人 完成踢足球行为。传统上，机器人的作用是根据目标 由机器人姿态的闭式函数确定的，目标通常不能精确 描述实际的情况。本文将机器人作用分配问题转化为 模式分类问题。进化分类函数( ECF)是一种特殊的进 化连接主义系统( ECOS)，利用它根据机器人系统搜 集的数据实时地辨识机器人的适当作用。建立了软件 与硬件平台来搜集数据，学习并验证该方法。通过实 验研究检验了该方法的有效性。参 13 三 机器人学的基本理论与方法 机器人运动学与动力学 0601041 新型蛇形机器人蜿蜒运动的动力学分析 [刊，中]/叶长龙，马书根，李斌∥机器人 .— 2005， 27(6).— 555~560 为提高蛇形机器人执行各种运动的能力，研制了 新型蛇形机器人系统。重点研究了该蛇形机器人的动 力学。建立了机器人的运动学模型，并根据运动学模 型提出了控制蛇形机器人蜿蜒运动的复合运动控制方 法。用拉格朗日方法建立动力学模型，对不同参数下 蛇形机器人的关节力矩特性和摩擦力特性进行了分析 比较，为蛇形机器人的有效运动提供了理论依据。 0601042 具有冗余度的三分支空间机器人逆运动学 分析 [刊，中]/叶平，孙汉旭∥机械工程学报 .— 2005， 41(11).— 58~62,69 为了给运动学优化、动力学优化与容错控制提供 理论基础，利用旋量理论对具有冗余度的三分支空间 机器人进行了逆运动学分析，并建立了统一的逆运动 学模型。对于各分支具有球腕的三分支空间机器人， 基于腕关节的封闭解，给出了简化的逆运动学模型。 最后以每个分支有 5 个旋转关节的三分支空间机器人 为例进行了计算机仿真，仿真结果证实了所提逆运动 学模型的正确性。 0601043 基于几何非线性方法的大行程柔性并联机 器人位置解 [刊，中]/孙立宁，董为，杜志江∥机械工 程学报 .— 2005， 41(10).— 71~74 提出了一种厘米级行程、微米级精度的柔性 6-PSS 并联机器人，该机器人的被动关节采用了大行 程柔性铰链。首先，提出了大行程柔性铰链的概念并 建立了其刚度矩阵；通过组集支链刚度矩阵以及建立 适当的协调方程，得到基于刚度矩阵的柔性并联结构 的位置解模型；由于模型中几何非线性问题的存在， 7 在求解位置反解时，采用了修改的拉格朗日列式法； 最后，给出了基于增量法解答的位置解算例。 0601044 一种 6 自由度冗余驱动并联机器人运动学 分析及仿真 [刊，中]/张彦斐，宫金良，李为民∥机械 工程学报 .— 2005， 41(8).— 144~148 提出一种采用自均力驱动模块构造冗余驱动并联 机器人的新方法，根据这种方法构造了一种具有 10 个输入的 6 自由度冗余驱动并联机器人。对此机器人 的运动反解进行了分析，得到了唯一的显式表达。最 后用自行研发的六维鼠标对这种机器人进行了运动仿 真，验证了反解的正确性。 0601045 一种串联机械臂通用位置逆解方法研究 [刊，中]/宁柯军，杨汝清∥机械科学与技术 .— 2005， 24(9).— 1066~1068,1099 提出一种实用的机械臂位置逆解在线计算方法， 对冗余及非冗余串联型机械臂问题均有效。它的建立 过程规范且简单，很容易用于机械臂的嵌入式控制器 实现。以此为基础，我们又开发了基于 ARM7 处理器 的机械臂模型 HN-8 以检验这个方法。文中列出部分 实验数据及对比结果，对基于这种方法进行机械臂控 制实验具有指导意义。 0601046 一种新型四自由度并联机构的运动学分析 [刊， 中]/黄秀琴， 沈惠平， 朱小蓉∥机械设计 .— 2005， 22(10).— 41~44 对一种新型的四滑块驱动的二平移二转动并联机 构，进行了结构学分析，包括其自由度计算及输出运 动类型分析；给出了位置分析的正、逆解，用一维搜 索法求解了其数值位置正解，还对该机构的工作空间 进行了分析。该机构可作为虚轴坐标测量机、并联机 床及其他运动平台的可选机型，为该并联机器人机构 的误差分析、 动力学分析计算及工业应用奠定了基础。 0601047 可重构单体机器人动力学分析与控制 [刊， 中]/贺鑫元，马书根，李斌∥中国机械工程 .— 2005， 16(21).— 1889~1894 给出了可重构机器人在移动过程中的动力学模 型，并提出了相应两种控制方法，即构形调整法和状 态调整法。通过仿真试验得到，构形调整法能够在不 影响状态的情况下，同时满足机器人运动稳定性和越 障性的要求，增强了机器人运动的鲁棒性。 0601048 基于行为的微型移动机器人的混沌动力学： 环境及控制结构的影响 [刊，英]/ Monirul Islam， M.， Murase， K.∥ Neural Networks.— 2005， 18(2).— 123~ 144 为了研究自主行为的规则性与复杂性，将自主式 移动机器人在各种条件下取得的传感器信息流作为一 个复杂系统进行分析。传感器信息时间序列 X n 是由一 台微型移动机器人在自由导航过程中搜集的，并绘制 在返回图上，该图为 X n+τ 与 X n 构成的图。该图中的特 征轨迹能够表示时间序列的规则性。相关积分与李亚 普诺夫指数分析还表现出了确定性混沌性质，具有分 数维度与正李亚普诺夫指数。 分析了采用 3种不同的神 经控制器的机器人所取得的传感数据，结果表明，在 自主机器人的行动中，传感信息流受确定性规则的支 配，这个模式对各控制器是唯一的。而且，在各种环 境下进行的分析表明，在自主行为过程中，在返回图 上发生了从一条轨迹到另一条轨迹的切换。在各种条 件下计算出的分数维度与李亚普诺夫维度表明，这些 维度可以用来量化自主行为的复杂度以及任务的相对 难度。还在不同的进化阶段进行了分析，结果表明， 行为性能与分数维度相关。这些研究都采用了微型移 动机器人，可以实现实验条件的理想化。研究结果证 实，这种复杂的分析可用于自主系统及自主行为的评 估与优化。参 51 0601049 TAU并联机器人的运动学分析与误差建模 [刊， 英]/ Cui， H.-L.， Zhu， Z.Q.， Gan， Z.X.∥ Robotics and Computer-Integrated Manufacturing.— 2005， 21(6). — 497~505 TAU机器人是三自由度并联机器人的一种新构 形。与串联机器人相比，这种机器人构形很适于在较 大工作范围内完成高精度、高刚度的任务。它兼有并 联机器人与串联机器人二者的优点。本文针对该机器 人，基于雅可比矩阵法，利用所有考虑到的误差进行 了运动学建模与误差建模。同时，介绍了一个极有效 的雅可比近似法，用来计算正运动学问题，而没有采 用牛顿—拉斐逊法。它可以得到一个闭式解，而不是 数值解。我们利用一个全尺寸雅可比矩阵进行误差分 析、误差预算、模型参数估算与辨识。仿真结果表明， 雅可比矩阵与雅可比近似法都是正确的，精度达微米 级。利用 ADAMS仿真结果验证了所建立的模型。参 21 0601050 家务机器人助手的运动学与控制 [刊，英]/ Marrone， F.， Raimondi， F.M.∥WSEAS Transactions on Circuits and Systems.— 2005， 4(4).— 224~233 针对一种为清洁任务设计的新型移动服务机器 人，提出了它的柔顺控制器及运动学建模法。过去几 年，应用于家庭环境的机器人系统正在呈指数增长， 因此令机器与人尽可能自然地交互非常重要。本文重 点有两点。第一，给出机器人的正运动学，以便引入 逆运动学问题的闭式解。第二，将闭式解应用于力 / 位置混合控制算法的设计中。这个控制律最重要的改 进在于柔性及简单性。该控制器所完成的柔顺运动使 机器人可以与环境、与用户进行交互，从而易于由非 专家用户使用。桌面清洁与指路就是这样的任务，这 些任务将由机器人完成，通过实验方式检验本文的结 8 果。参 14 0601051 利用 ANFIS 辨识 2R 机器人的动力学参数 [会，英]/ Bagheri， A.， Zadeh， N.N.， Haraj， M.∥Pro- ceedings of the 2005 IEEE International Conference on Mechatronics and Automation.— 505~509 计算力矩法是多数高级控制法中都使用的一种最 重要的过程。该方法适用于逆动力学。它计算作用于 动态系统的力矩与力，来考察期望的路径。该方法假 设动态模型是精确辨识的。这就是研究人员尝试辨识 机器人动力学参数的原因。所研究的模型是具有直接 驱动器的平面 2R 机器人。在不同的辨识方法内，采 用一个 ANFIS 模型来辨识机器人的动力学参数。 我们 利用遗传算法来优化 ANFIS 模型的输入变量的隶属 函数，利用 SVD 来求解 ANFIS 模型的线性方程组。 参 8 机器人设计理论与方法 0601052 用于姿态调节的并联机器人设计方法 [刊， 中]/郭盛，方跃法∥兵工学报 .— 2005， 26(5).— 656~660 提出一种基于反螺旋理论的设计，给出了用于调 节姿态的具有 3 个转动自由度的并联机器人的设计方 法。分析了产生平台奇异时 3 条支链的反螺旋的线性 关系。结合这一分析，利用 3 条支链对平台所提供的 特殊约束，彻底避免平台奇异现象。得出设计这一类 结构的运动副组成类型和空间放置原则。最后，用这 一方法设计几个新的机构作为范例。 0601053 基于螺旋理论三自由度并联机器人型综合 新方法 [刊，中]/罗继曼，蔡光起，杨斌久∥东北大学 学报(自然科学版) .— 2005， 26(10).— 994~997 基于螺旋理论，从并联机构运动链分类的角度， 提出用约束添加法对三自由度并联机构进行型综合， 让主动链控制所需的自由度，而从动链约束不需要的 自由度；提出了相应主动链和从动链各种类型，并对 约束链作了较详细的分类，通过不同组合可得到不同 性能的新构型。最后通过实例进一步阐明这一方法。 该方法使型综合步骤更简洁，只要选择与自由度数相 同个数的主动链，并合理选择约束链就可以组合出新 的并联机器人。 0601054 含闭链异构双腿行走机器人动力学建模与 求解 [刊，中]/王斌锐，谢华龙，高成∥东北大学学报 (自然科学版) .— 2005， 26(9).— 832~835 建立了简化的 9 连杆异构双腿行走机器人模型并 给出了机构中存在的封闭链约束方程。采用带约束的 多体系统拉格朗日方程建立了系统的动力学模型。对 约束求导，给微分 —代数混合的动力学方程添加扩展 方程，采用预估 —校正数值积分方法进行求解。将数 值解对约束的不满足作为反馈，给出误差反馈控制方 法，来减小数值积分带来的误差，保证算法收敛。针 对仿生腿侧进行了动力学仿真计算，比较了带和不带 误差反馈数值积分算法解对约束的满足程度以及正逆 解的一致性程度。仿真表明建模方法可行且误差反馈 控制数值积分可减小数值积分误差，防止误差积累。 0601055 有限元方法在 RCC 柔顺手腕设计中的应用 [刊，中]/洪鹰，李基沛∥机床与液压 .— 2005，( 9). — 167~169 在考虑 RCC 柔顺手腕的非线性因素的条件下， 以现代的计算机辅助工程软件 ANSYS 为工具，探讨 和研究了有限元方法在 RCC 手腕变形仿真、刚度计 算中的应用。 0601056 应用螺旋理论对并联机器人形位的分析与 综合 [刊， 中]/朱大昌， 方跃法∥机器人 .— 2005， 27(6). — 539~544 采用螺旋理论对并联机器人的约束与运动问题进 行了分析和总结。在各种约束存在条件下，分析了刚 体平台相应的运动轨迹形式，为今后对多刚体的形位 分析提供了可行的理论依据。 0601057 基于双超越离合器的合作机器人建模及仿 真 [刊，中]/董玉红，张立勋∥机械工程学报 .— 2005， 41(10).— 159~163,169 根据合作机器人( Cobot)与人合作的特点， 建立了 基于双超越离合器的不完全约束关节机构模型和控制 模型，并对其特性进行了仿真分析。在此基础上建立 了 Cobot 轨迹控制的模型和仿真模型，对 Cobot 跟踪 期望轨迹进行了仿真研究。仿真结果表明， Cobot 能 够跟踪期望轨迹，具有被动的约束特性，能够实现与 人合作。这种 Cobot 可以应用在物料搬运和零件的装 配等需要人机合作的场合。 0601058 螺旋系在不同空间下的相关性 [刊，中]/李 仕华，黄真∥机械工程学报 .—2005， 41(10).—44~50 在利用螺旋理论研究某些机构学问题时，螺旋系 相关性的判别是关键问题。采用线性代数理论讨论了 在 3 力 3 偶、 4 力 2 偶及 5 力 1 偶的情况下螺旋系的 相关性。将螺旋系中的螺旋组合成矩阵，通过判别矩 阵的秩，来确定螺旋系的相关性，给出了相关性的判 据，并列出了在不同的几何条件下的相关性列表。研 究对并联机器人自由度的确定、主动输入选择等运动 学问题均有重要的意义。 0601059 基于图论的可重构机器人构型综合 [刊， 中]/于海波， 于靖军， 毕树生∥机械工程学报 .— 2005， 41(8).— 79~83 提出了一种简单而有效的可重构机器人构型综合 方法，应用的理论基础是图论。为此，首先将可重构 机器人的各模块抽象为积木块，这样，可重构机器人 9 系统可用一个图来描述，基于图论原理和模块间的连 接约束条件，得到模块所有可行的组合装配构型。利 用该方法对一种由齿轮传动模块、齿条传动模块、带 传动模块和平面连杆机构等 4 个模块组成的 4 自由度 可重构机器人进行了构型综合，得到了它全部 6 种可 行的装配构型，从而有效地完成了可重构机器人的概 念设计。 0601060 具有空间复合变形构件的机械系统分析方 法 [刊，中]/丁希仑， Selig John Mark，戴建生∥机械 工程学报 .— 2005， 41(8).— 63~68 用李群李代数的理论方法探讨了具有空间变形构 件的机械系统的分析问题。 根据弹性力学的基本原理， 建立了考虑弯曲、拉伸和扭转的空间变形杆件的弹性 方程。将杆件作为基本元素，将其理论扩展应用于具 有空间柔性变形杆件的串联机器人系统，分析了系统 空间弹性性能与运动学问题。进而，研究了其在柔性 并联机构振动平台分析中的应用。最后，应用该理论 很好地解决了螺旋弹簧的空间弹性性能分析问题。将 李群李代数理论成功地拓展应用于空间柔性机构系统 的分析，验证了该方法的有效性。 0601061 平面 3-RRR 并联机器人运动分析的计算机 模拟逼近法 [刊， 中]/张艳华， 宋菲， 路懿∥机械设计 . — 2005， 22(10).— 31~34 提出一种新的平面 3 自由度并联机器人运动分析 方法，计算机模拟逼近法。运用该方法进行了速度和 加速度分析。先采用 CAD 的几何约束、尺寸约束、 尺寸方程和尺寸驱动技术，构造平面 3-RRR 3 自由度 机器人的模拟机构。再用两个相同且彼此靠近的平面 3 自由度机器人模拟机构，构造速度模拟机构，求解 动平台上确定点的速度和角速度。最后用两个相同且 彼此靠近的平面 3-RRR 机器人速度模拟机构， 构造加 速度模拟机构，求解动平台上确定点的加速度和角加 速度。计算机模拟结果与解析法的结果比较表明，该 方法具有简单、快捷、直观、求解精度高的优点，而 且可以完成复杂机构的运动分析，为多自由度机构运 动分析提供了更有效的工具。 0601062 一种关节式人机合作机器人运动学及动力 学建模 [刊， 中]/张立勋， 董玉红， 路敦民∥宇航学报 . — 2005， 26(S1).— 141~144 根据差动轮系的不完全约束特性，提出了基于差 动轮系的关节式人机合作机器人的模型。根据差动机 构与关节、差动机构与差动机构之间的耦合关系，建 立了并联 Cobot 的运动学模型，以及由行星轮系实现 的差动机构的动力学模型和关节式并联 Cobot 的动力 学模型。 这种关节式 Cobot 模型具有不完全约束特性， 可以实现人与机器人在同一作业空间合作，而不会伤 害操作者。这种 Cobot 模型可推广应用于多关节 Cobot，主要应用在大规模零件的装配生产线、外科手 术以及一些需要人机合作的场合。 0601063 机器人的构建： 建立自激励、 自组织体系结 构的基本机构 [刊， 英]/ Blank， D.， Kumar， D.， Meeden， L.∥Cybernetics and Systems.— 2005， 36(2).— 125~150 提出了一个内部开发算法，使移动机器人通过一 些行为复杂度不断提高的级别增量式地发展。我们认 为，这种发展式算法的核心是抽象、预期及自激励。 介绍了一个多层、级联的发现与控制体系结构，其中 包含这些核心要素。作为实现该体系结构的第一步， 探讨了两种新机构：一个调节器，用来自动调节神经 网络的训练；一个路径规划神经网络，它由表述主要 目标的“脑力状态”模式来驱动。参 16 0601064 大冲击力情况下可以生存的机器人的设计 [刊，英]/ O'Halloran， D.， Wolf， A.， Choset， H.∥Me- chanism and Machine Theory.— 2005， 40(12).— 1345~ 1366 设计、制作并测试了一种双轮低成本移动机器人 平台，当受到较大的冲击力及普通粗暴处理时，其生 存性很高。设计了驱动传动系统及集成式悬挂系统， 建立了描述其动力学的一般运动方程。 做了一些分析， 以确保各子系统的稳定性，并优化期望的振动特征参 数。还建立了一些运动方程，来描述二轮设计所固有 的底盘摇摆现象。概述了一个飞轮补偿法，它有助于 消除底盘摇摆问题。将理论与经验数据结合起来进行 了冲击分析， 来预测生存性阈值。 最后， 做了 3种实验， 在头两个实验后进行了设计改进。与目前使用的商用 机器人相比，新设计法采用一个柔性机械平台，能够 吸收大负载冲击的能量。为证实这种设计，进行了最 终测试，机器人从三层楼跌下未受任何损伤。参 10 0601065 利用相互耦合式瑞利振荡器对双足机器人 建模 [刊，英]/ De Pina Filho， A.C.， Dutra， M.S.， Raptopoulos， L.S.C.∥Biological Cybernetics.— 2005， 92(1).— 1~7 本文目标是由一组相互耦合的瑞利振荡器构成中 央模式发生器( CPG)，利用它对双足机器人建模。利 用 3个最重要的步态行列式分析了二维模型， 该模型只 做与矢平面并行的运动。利用与频率呈整数关系的振 荡器， 确定由 3个振荡器构成的网络的瞬时运动与稳定 极限环，说明了膝角度与臀部角度的性质。对绘图进 行比较表明，与实验分析相比，该系统的结果很好。 基于这些研究结果得出如下结论：利用相互耦合的瑞 利振荡器可以表示良好的信号发生法，并将它们应用 于步行机的反馈控制。参 25 0601066 多机器人系统的可缩放图模型及协调算法 [会，英]/ Tan， J.D.∥Proceedings of the 2005 IEEE/ ASME International Conference on Advanced Intelligent 10 Mechatronics(vol.2).— 1529~1534 提出了一些分布式模型与相应的控制算法，来实 现移动传感器网络的协作与重新部署。移动传感器网 络由无线连接的移动机器人集群构成，机器人装备了 一系列传感器。该系统能够快速地配置到敌对环境、 不可达地域或救灾操作场所。移动传感器网络是一个 协作式多机器人系统。我们利用德洛内三解测量法 (DT)来确定相邻传感器节点之间的几何关系。 基于该 分布式模型，讨论了一个容错算法，来实现移动机器 人的自主自我部署。该算法研究了环境约束与障碍物 的存在性。分析了该算法的收敛性。这个分布式算法 使系统能够自己进行重构，该系统所覆盖的面积可以 增大。仿真结果证明了这个分布式模型及这些部署算 法的有效性。参 15 0601067 机器人系统的需求柔性设计 [会， 英]/ Sitte， J.， Winzer， P.∥ Proceedings of the 2005 IEEE Inter- national Conference on Mechatronics and Automation.— 1953~1958 整个技术密集产业都感觉缺少能够系统、快速、 无误地产生革新的方法。新兴的自主机器人业将制作 迄今为止最复杂的人造产品，它主要受益于高效设计 方法。 以往的文章中曾介绍了一个需求柔顺设计框架， 它基于需求类别及针对方法的设计数据库。本文说明 了如何利用该方法从一个小规模的、不精确的需求集 合出发有效地探测设计空间。设计过程中迭代地生成 了需求类别及设计数据。通过设计机器人的听觉模块 说明了这个过程。参 14 0601068 有意识的机器人的制作： 基于被动意识模型 的基本思路 [刊，日]/前野隆司∥日本日本ロボット 学会誌 .— 2005， 23(1).— 51~62 提出了制作有意识的机器人的基本思路。首先， 给出了关于人脑力的假设。 提出了如下思路： (1)无意 识系统是一种重现网络系统，由各种分散的子系统构 成； (2)智力、 感情与意志力等脑力信息可能是在非意 识系统中进行处理的，而不是在有意识系统中；( 3) 有意识系统只负责对无意识系统的结果进行监测、事 后体验， 并进行建模与存储； (4)有意识系统自身所感 觉到的逼真质量体验只是大脑中定义的幻象。然后， 基于上述假设，建立了一个机器人脑力算法。利用该 算法可以实现机器人的有意识脑力。最后，讨论了具 有脑力的机器人的目标与问题。图 4 参 32 0601069 面向对象的包含体系结构设计 [刊，日]/及 川一美，土谷武士，大久保重范∥日本日本ロボット 学会誌 .— 2005， 23(6).— 697~705 提出了一个将包含体系结构的各层设计成对象的 方法。在此体系下，各层相互间通过线进行通讯。一 般说来，很难设计线的连接方式，使机器人根据我们 的意愿行动。此体系结构假定低层的错误可以修复， 因此可以根据较低的层堆积起较高的层。然而，对复 杂的线进行这种连接会产生所谓的“意大利面条结 构” ，难以对错误进行修复。如果我们不使用线，独立 地设计这些层，尽管可以修复错误，但显然难以使机 器人像我们期望的那样运动。因此，我们提出了一个 设计方法，针对包含体系结构，设计面向对象的模块 及分层结构。该方法不仅易于实现错误修复，而且可 以使机器人执行所规划的任务。我们将该方法应用于 导航任务，给出了仿真与实验结果。图 28 表 2 参 12 0601070 利用移动机器人携载的摄像机进行三维物 体建模 [刊，日]/山崎公俊，友纳正裕，坪内孝司∥ 日本日本ロボット学会誌 .— 2005， 23(7).— 868~877 介绍了利用移动机器人完成的三维形状建模。提 出了一个方法，其中实际环境中的机器人获取精确的 形状，并利用计算机视觉技术在物体的位置与形状未 知的条件下建立物体的三维模型。根据机器人所携载 的摄像机捕获的图像流重构了一个三维模型。实验结 果证实了该方法的有效性。图 13 参 18 0601071 做被动运动的人体的关节力矩分解 [刊， 日] /谷口祥平，小泽隆太，坂上宪光∥计测自动制御学 会论文集 .— 2005， 41(9).— 763~771 针对人和机器人等多关节结构，提出了一个新的 关节力矩分解方法。首先，该方法基于时标变换，将 关节力矩分解成 3 个部分。然后，得到刚体模型的力 矩模式以及肌肉粘性、弹性的力矩模式。本文详细介 绍了这个方法，通过实验结果检验了它的有效性。利 用假臂基本实验证实了实验系统及该方法的测量精 度。而且，测量了两个人的力矩模式并通过该方法将 其分解为 3 部分。图 22 表 5 参 19 仿生学 0601072 大脑、身体及其它：机器人控制器、形态及 环境的竞争性协同进化 [刊，英]/ Buason， G.， Berg- feldt， N.， Ziemke， T.∥ Genetic Programming and Evolv- able Machines.— 2005， 6(1).— 25~51 介绍了一系列仿真实验，它们逐步扩展了捕食方 —猎物方情况下的机器人神经控制器的研究工作，特 别是 Floreano与 Nolfi的研究工作，并将它与机器人形 态学及控制系统的协进化方面的思路结合起来。这些 实验的目的是通过一系列捕食方—猎物方实验，进一 步系统地研究形态参数与行为策略之间的折中与相互 依赖性，在这些实验中，许多方面通过竞争性协进化 受自组织过程的支配。 尽管近期的研究重点是脑 /身体 与环境之间的相互依赖性，环境所受到的关注相对较 少， 但最后一组实验让机器人 /物种主动地根据其需要 改造环境，而不仅仅是让自身适应给定的环境。参 28 11 0601073 人造物种起源：遗传机器人 [刊，英]/ Kim， J.-H.， Lee， K.-H.， Kim， Y. - D .∥International Journal of Control， Automation and Systems.— 2005， 3(4).— 564 ~570 建立了“人造物种起源”的研究基础，因为机器 人就可以看作是一种人造生物。为了设计人造生物， 提出了其通用内部体系结构，将人工染色体作为其重 要的元素。在 PC机虚拟世界中将 Rity作为人造生物， 测试了该世界中的第一个机器人 “染色体” ， 它们是一 组计算机化的 DNA代码，用来建立具有个性的机器人 (人造生命)，它们最终能复制其种类，甚至作为不同 的特种进行进化。将遗传代码植入在虚拟世界中生活 的两个 Rity，演示了人造染色体的有效性，以便确定 Rity的个性。参 9 0601074 动物与机器人的混合社会： 微机器人与蟑螂 之间的协作形成 [刊，英]/ Caprari， G.， Colot， A.， Siegwart， R.∥IEEE Robotics and Automation Magazine. — 2005， 12(2).— 58~65 LEURRE 是一个欧洲计划，研究机器人与动物之 间在社会范畴内的协作。其主要目的是演示这种混合 社会的可能控制方式。该计划利用微型机器人 Alice 进行了 6 个月的分析，确定蟑螂与机器人混合社会中 使用的新型机器人的规格。 InsBot 的特征很多，使它 成为一个高度集成系统。参 18 0601075 选择新的咀嚼方式： 复制咀嚼行为的人类咀 嚼系统机器人模型 [刊，英]/ Xu， W.L.， Bronlund， J.， Kieser， J.∥ IEEE Robotics and Automation Magazine， 2005， 12(2).— 90~98 回顾了颚部结构及咀嚼肌方面的生物力学成果， 在线性驱动器中表述了负责咀嚼运动的各主要肌肉。 肌肉原点及插入被建模成一个球形关节，利用它，驱 动器被放置在下颚骨与头骨之间，使各个驱动器总能 沿肌肉合力方向施加作用力。这产生了一个机器人平 台模型，其中以下颚骨作为移动板，以头骨作为接地 板。我们利用头骨复制模型测量了该机器人模型的物 理尺寸及性质。利用 Solidworks 与 COSMOS/Motion 做了一些仿真，仿真内容为下颚骨在指定肌肉驱动作 用下的运动以及人的实际咀嚼模式所需的肌肉驱动作 用。 结果表明， 该机器人模型适于复制人的咀嚼行为。 参 22 0601076 机器人群中的信息素通讯： 蜜蜂埋尸行为及 其复制 [刊，英]/ Purnamadjaja， A.H.， Russell， R.A. ∥Robotica.— 2005， 21(6).— 731~742 介绍了一个在机器人群中实现蜜蜂埋尸行为的项 目。 信息素通讯是协调昆虫群体活动的一种有效手段， 包括食物采集、警报与自卫、同种类的复制与识别。 相似地，信息素可以在机器人之间提供一种有价值的 通讯形式。为了研究这个问题并考察这种交互形式的 潜力，我们决定在一个物理机器人系统中实现一个信 息素通讯实例。该项目受蜜蜂埋尸行为的启发。死亡 的蜜蜂会发出埋尸信息素，使路过的工蜂产生移走尸 体行为。在机器人群中，这种行为的一个应用是确定 失效机器人的位置并进行救援，其中失效机器人会发 出一种信息素，作为某种形式的遇难信号。本文详细 介绍了该项目所使用的机器人群，以及它们的传感器 与简单控制算法，这个算法模仿了蜜蜂的埋尸行为。 给出了实际实验与仿真的结果。图 14 表 1 参 38 0601077 用于机器人控制的共生算法 [会， 英]/ Ward， K.M.， Siddique， M.N.H.， Maguire， L.P.∥ Proceedings of the 2005 IEEE Congress on Evolutionary Computa- tion(vol.3).— 1988~1995 提出了一个受生物共生现象启发的算法。研究了 建立共生关系时得到的遗传多样性，并将共生算法应 用于机器人正运动学控制问题。与其它进化优化技术 相比， 共生算法在发现最优解方面是一个有效的范例。 在没有使用传统遗传算子的情况下保持了遗传多样 性。参 20 0601078 用来测试受生物学启发的气味烟羽跟踪策 略的多传感器机器人 [会，英]/ Bailey， J.K.， Willis， M.A.， Quinn， R.D.∥Proceedings of the 2005 IEEE/ ASME International Conference on Advanced Intelligent Mechatronics(vol.2).— 1477~1481 许多危险物或有毒物都会向空气中发出特别的化 学物质或污染物。通过跟踪其空中“气味”来确定其 位置是辨识其位置的一种安全、可靠的方法。很多动 物都可以通过跟踪自己释放的化学气味来确定环境资 源的位置。机器人如能达到这些生物的性能，将是一 个重大的技术突破，将为确定分散的化学品的位置提 供一种可靠的方法。为此，将一种适当的传感器装置 连接到现有的轮式机器人上。开发了风传感器，并集 成在装有化学传感器的平台上。该机器人可以自主地 测定风向，像动物跟踪气味一样逆风移动。今后，该 机器人将用来试验气味跟踪算法，这些算法受莫德珂 属天蛾及其它动物的启发。参 11 0601079 灵巧仿生多肢体步行机器人的设计与控制 [会， 英]/ Summer， M.D.， Varley， R.F.， Stiver， J.A.∥Pro- ceedings of the 2005 IEEE/ASME International Confe- rence on Advanced Intelligent Mechatronics(vol.1).— 414~419 介绍了一种能够竖直爬行的多肢体步行机器人， 该机器人称作 RIDES(远程基础设施发送与进入系 统)。概述了机械、电气与控制体系结构，给出了其当 前结果。 该机器人的主要任务是城市 /工业环境中的搜 救操作。根据预计，适应复杂的室内、室外地形以及 12 损毁的城市 /工业装置需要很大的自由度。同样地，设 计了一种新机构与控制器来满足这种需要。参 15 0601080 基于所抽取的蟑螂移动机构进行行走与爬 行的机器人 [会，英]/ Wei， T.E.， Quinn， R.D.， Ritz- mann， R.E.∥Proceedings of the 2005 IEEE/ASME International Conference on Advanced Intelligent Me- chatronics(vol.2).— 1471~1476 MechaRoach II 是一种正在开发的六足机器人， 它 能够在水平面行走，在斜面或竖直网格表面上爬行， 它可以用来检测两个表面之间的跨越策略。研究了蟑 螂完成这种跨越的移动原理，并针对这种机器人开发 了将这些原理进行抽象的机构。这些原理包括腿部与 足部形态的特征、 腿部柔顺性、 步态适应及身体弯曲。 MechaRoach II 装有一台驱动电机、 一台转向电机以及 一台驱动身体弯曲关节的电机。驱动电机为所有 6 条 腿提供动力，每条腿使用四杆机构来复制蟑螂的足部 轨迹。 蟑螂可以在第一、 第二胸节之间向下弯曲身体， 还可以在竖直面爬行与水平面行走之间的切换过程中 向上树起身体。与之相似， MechaRoach II 的身体关节 可以在跨越过程中向上或向下抬起机器人的前部。机 器人正常情况下以三足步态行走，对侧腿的相差为 180°，但使用被动扭转柔性装置使对侧腿达到爬行相 位。参 20 0601081 草履虫在机械刺激下膜电位变化的建模 [刊，日]/平野旭，辻敏夫，泷口升∥计测自动制御 学会论文集 .— 2005， 41(4).— 351~357 针对草履虫在环境刺激下产生的膜电位变化，提 出了一个新模型。该模型不仅能够基于 Hodgkin-Hux- ley 方程计算膜电位， 而且还可以计算利用实际组织不 能测量的纤毛中的内部 Ca 2+ 浓度。它有助于根据实际 组织的机制来复制草履虫的行为。仿真实验表明，该 计算机模型能够复制实际组织的特征。 图 7 表 1 参 21 其他 0601082 6/6型Stewart机构姿态奇异及非奇异姿态 工作空间分析 [刊，中]/曹毅，黄真，丁华锋∥机械工 程学报 .— 2005， 41(8).— 50~55 推导出了 6/6型 Stewart 机构处于固定位置时机构 的姿态奇异轨迹的解析表达式。利用 Stewart 机构的 位置反解并综合考虑所有的结构约束条件，首次提出 一种计算 6/6型 Stewart 机构的非奇异姿态工作空间的 离散算法， 并通过计算机仿真给出 6/6 型 Stewart 机构 的非奇异姿态工作空间的三维可视化描述。 6/6 型 Stewart 机构的非奇异姿态工作空间能保证机构在整 个姿态工作空间内不发生任何的运动干涉和奇异位形 现象，因此为该机构的设计和使用提供了重要的理论 依据。 0601083 6-SPS 并联机床工作空间分析 [刊，中]/赵 迎祥，鲁开讲，郭旭侠∥机械设计 .— 2005， 22(8).— 37~39 选用局部坐标系和球铰的转角描述了动平台的位 置，分析了运动副转角、杆长、支链干涉等因素对并 联机器人工作空间的影响。 结合并联机床的加工要求， 研究了工作空间及其随自转角的变化规律。 0601084 一种特殊 3-UPU 并联平台机构瞬时运动特 性 [刊，中]/李仕华，黄真∥中国机械工程 .— 2005， 16(18).— 1641~1646 利用反螺旋和主螺旋的方法分别研究了一种特殊 3-UPU 并联平台机构上下平台平行时的瞬时运动特 性。得出该机构在上下平台平行时，机构具有沿坐标 轴轴线方向的移动和以 x、 y 坐标轴轴线或其平行的直 线为轴线的转动，是三自由度机构。绘制了上下平台 平行时所有运动螺旋的空间分布图。研究结果丰富了 欠秩三自由度并联机构的理论，对机器人的控制以及 轨迹规划等诸多问题都有很重要的意义。 0601085 利用 GRAFCET 说明移动机器人操作器的操 作 [刊， 英]/ Martínez， M.A.， Martínez， J.L.∥Robotica. — 2005， 21(6).— 789~791 研究了安装在移动机器人上的操作器的工作组织 方式。各机器人任务由几项导航与操纵操作组成。这 项研究中，当移动机器人停止运动时，借助图形说明 工具 Gragcet 对机器人手臂的动作进行排序。针对运 送录像带任务，在 RAM-2 移动操作器上成功实现了 这个方法。图 6 表 1 参 7 0601086 重力影响下三维多关节伸展运动的自然冗 余度分解 [刊， 英]/ Sekimoto， M.， Arimoto， S.∥ Journal of Robotic Systems.— 2005， 22(11).— 607~623 针对冗余自由度情况下的三维多关节伸展运动， 提出了一个简单的控制方法，它既没有引入性能指数 来唯一地求解逆运动学，也没有计算任务坐标系相对 于关节坐标系的雅可比矩阵的伪逆。控制信号由以下 3 项的线性叠加构成：( 1)用于阻尼成形的角速度反 馈；( 2)具有一个刚度参数的任务空间位置误差反馈； (3)基于势能不确定参数估算值的重力补偿， 它不必计 算相对于任务空间目标点的逆关节位置。对闭环动力 学进行了理论分析，并利用五自由度全臂模型进行了 一系列计算机仿真，指明了协作调整阻尼系数的重要 性以及它与刚度参数选择的关系。如果阻尼系数是根 据初始时刻的惯性矩阵以及刚度参数进行协调选择 的，则端点渐近地收敛于目标位置，且不会发生任何 自运动就可以达到目标位置。图 9 表 5 参 17 0601087 腿式移动中的地面参考点： 定义、 生物轨迹 及控制意义 [刊，英]/ Popovic， M.B.， Goswami， A.， Herr， H.∥The International Journal of Robotics Resear- 13 ch.— 2005， 24(12).— 1013~1032 零力矩点( ZMP)、足部旋转指标点( FRI)以及重 心力矩中心点( CMP)在仿生学与足式机器人的运动 辨识与控制中是重要的地面参考点。本文研究了人类 正常步行时的这些参考点，讨论了它们在足式机器控 制中的适用性。 由于 FRI 是作为足部旋转指标提出的， 因此我们假设在早期单支撑阶段，当足部在地面上保 持平坦时， FRI 将紧密跟踪 ZMP， 但在单支撑的晚期， 当脚跟离地、足部转动时将严重偏离 ZMP。此外，由 于在整个步行周期内旋转角动量都很小，因此我们假 设 CMP 在整个步态周期内都不会离开地面支撑处， 并紧密地跟随 ZMP。 利用一个仿人形的模型测试了这 些假设， 其中使用的动力学与运动学数据源自 10 个人 以自选速度步行时的数据。我们发现，在腿跟离地过 程中， FRI 与 ZMP 的平均分离距离在它们的测量精度 范围内(足长的 0.1%)。因此， FRI 点并不是足部旋转 加速度的充分量度，我们提出了改型 FRI 点。最后， 我们发现 CMP 从未离开地面支撑处， CMP 与 ZMP 的平均分离距离也很小(足长的 14%)，这说明了人体 在平地步行中调节旋转角动量是多么紧密。图 8 表 1 参 58 0601088 基于 SD 与生物体信号方法评估欢闹机器人 的情绪 [会， 英]/ Hashimoto， H.， Takeda， D.， Ohyama， Y.∥Proceedings of the 2005 IEEE/ASME International Conference on Advanced Intelligent Mechatronics(vol. 1).— 152~157 介绍了一种欢闹机器人的情绪评估，这种机器人 可以在主人周围摆动。这种评估基于 SD(语义微分) 法与 RRV(R-R 波方差)法，利用心电图( ECG)作为生 物信号源。 SD 法能够有效地测量情绪， RRV 法适于 根据心跳来考察生理状态。 SD 法表明，只有当机器 人摆动时，人才会表现出大的响应，而当机器人只是 遮挡人时，人并没有多大的响应。而且，文中证实， 这些方法是相关的， RRV 法能够有效地进行实时评 估。参 15 0601089 利用动力学信息处理系统实现连续符号空 间的设计及全身运动的生成 [刊， 日]/冈田昌史， 中村 仁彥∥日本日本ロボット学会誌 .— 2005， 23(7).— 858~863 利用从环境中得到的时间序列数据，获取了一些 符号，利用符号操作来进行数据处理与生成，这是智 能的一些较高级的功能。在机器人智能的实现方面， 设计符号操作系统是一种快速的途径。对于需要处理 大量信息的现实世界机器人而言，比例性及时空连续 性是信息处理系统的重要问题。本文将动力学置于功 能空间中，利用动力学信息处理系统设计了空间连续 的符号空间。利用这种动力学连接连续的传感器信号 与离散的符号，在符号空间中分配动力学可产生空间 连续性，选择适当的基可以保持系统的比例性。图 8 参 14 四 机器人机构 操作器机构 0601090 基于机电一体化的机器人灵巧手手指的研 制 [刊，中]/刘伊威，刘宏，姜力∥哈尔滨工业大学学 报 .— 2005， 37(8).— 1022~1024,1028 运用机电一体化设计思想，设计了新一代灵巧手 手指，具有 3 个自由度，由 3 个体积小、出力大的无 刷直流电机驱动，机械传动系统采用刚性的减速器、 齿轮及连杆传动，使手指具有很好的刚度。该手指具 有丰富的感觉功能，包括位置感觉、力 /力矩感觉以及 温度感觉等。该手指集机械本体、驱动、传感器及电 路为一体，最大限度地实现了灵巧手手指的集成化、 模块化。 0601091 3-DOF 平面并联机器人的类型分析与运动 学 [刊，中]/刘平安，方跃法∥机床与液压 .— 2005， (9).— 14~16 根据 3-DOF 平面并联机器人过渡关节为转动关 节或移动关节，推知其过渡(关节)变量为转动变量或 移动变量，将其分为两种类型，即过渡变量为转动变 量的第一类和过渡变量为移动变量的第二类平面并联 机器人。并导出了各类型具有的标准运动学模型及其 解的结构。类型一的运动学正解为一元六次方程，最 多有六组解；类型二的为一元二次方程，最多有两组 解。反解运动学模型为一元二次方程或有惟一解。 0601092 基于大行程柔性铰链的并联机器人刚度分 析 [刊，中]/孙立宁，董为，杜志江∥机械工程学报 . — 2005， 41(8).— 90~95 基于大行程柔性铰链的并联机器人系统可以在立 方厘米级的工作空间内提供亚微米级的运动精度。所 采用的大行程柔性铰链的几何参数及其在空间内的布 置，将会直接决定并联机器人的系统刚度，从而间接 的影响整体系统的工作空间、承载能力和驱动负荷等 一系列系统性能。提出了大行程柔性铰链基于刚度方 程的弹性模型，采用刚度组集的方法并通过建立协调 方程，构建得到整体系统的刚度模型。进而进行了系 统刚度性能分析，得到系统刚度影响图谱，为这类新 型的柔性并联机器人的设计与开发提供了有力依据。 0601093 新型三维移动 3-RRUR 并联平台机构及其位 置分析 [刊，中]/李仕华，黄真∥机械设计 .— 2005， 22(8).— 39~42 为了丰富并联少自由度机器人的机型，提出了一 种能实现空间三维移动的并联机器人机构模型，该模 14 型由 3 个 RRUR 分支构成。采用螺旋理论分析了它能 实现三维移动的机构学原理，计算了它的自由度，给 出了其位置反解方程及其表达式， 并进行了数值验证， 绘制了工作空间的形状。 0601094 一种特殊的 3-UPU 并联角台机构的运动分 析 [刊，中]/李仕华，黄真∥机械设计 .— 2005， 22(7). — 16~19 分析了一种特殊的三自由度 3-UPU 并联角台机 构(支链移动副两端转动副相互垂直)的若干运动学问 题。利用虚设机构法导出了机构在初始位形下和沿 X 轴移动时的一阶综合影响系数矩阵，建立了动平台输 出速度与输入速度之间的关系，并绘制了速度和加速 度的曲线图。研究结果对该并联机器人的设计及应用 都具有重要的意义。 0601095 4-UPU 并联机器人机构及其运动学 [刊， 中]/赵铁石，陈江，王家春∥中国机械工程 .— 2005， 16(22).— 2034~2038 提出了一种能实现空间三维移动和绕 Z 轴转动的 机构模型——空间 4-UPU 并联机器人机构模型。 采用 螺旋理论分析了 4-UPU 并联机器人机构实现空间三 移一转运动的机构学原理，计算了其自由度，讨论了 输入的合理性；给出了其位置反解的方法，导出了位 置正解的封闭方程，进行了数值验证，并分析了该机 构的工作空间和奇异位形。 该机构是一种过约束机构， 具有结构对称且相对简单、刚度大等优点，可用于开 发新型工作台、并联机床、四维力传感器以及微操作 机器人等。 0601096 具有解耦几何形状的三自由度平移操作器 [刊，英]/ Li， W.M.， Gao， F.， Zhang， J.J.∥Robotica. — 2005， 21(6).— 805~808 提出了一种新型三自由度平移并联操作器。该操 作器在 x、 y、 z 轴上做解耦运动，而且只使用了旋转 关节。研究了该操作器的结构与运动学。检验了机构 的奇异性，给出了标定方法。图 3 参 19 0601097 采用气动肌肉驱动器的机器人手臂屈肌机 构 [会，英]/ Saga， N.， Saikawa， T.， Okano， H.∥Pro- ceedings of the 2005 IEEE International Conference on Mechatronics and Automation.— 1261~1266 本文重点是解释采用气动人造肌肉的驱动器系统 以及我们开发的机器人臂。气动人造肌肉重量轻，输 出与柔性大。因此，将其引入到机器人手臂驱动器可 以创造出轻型、柔性的机构，确保不发生碰撞。然而， 利用简单的气动人造肌肉作为驱动器实现自动平衡 时，却难以实现足够的关节驱动角，这是因为人造肌 肉的收缩能力有限。本文介绍了气动人造肌肉的结构 及收缩特点，解释了采用新设计的人造肌肉的驱动器 系统的结构。此外，还给出了收缩特点及系统有效性 的测试结果。基于上述特点设计了机器人臂并对其进 行功能试验，结果表明，系统的关节驱动角与人臂相 等。参 10 0601098 利用具有球形关节的气动人造肌肉控制机 器人臂 [会，英]/ Yaegashi， K.， Saga， N.， Satoh， T.∥Proceedings of the 2005 IEEE International Confe- rence on Mechatronics and Automation.— 1093~1098 介绍了一种与人臂关系密切的机器人手臂，预期 福利相关领域及老年人护理领域对它的需求将会增 长。该手臂采用球形轴承与我们开发的气动人造肌肉 驱动器。而且，为了实现相似性、安全性以及良好平 衡下的可控性，检验了控制律，考察了机构及驱动器 的特征。气动人造肌肉重量轻，功率大。此外，它可 以将废气排到大气中，因为其能量传输介质是空气。 与液压设备不同，它既不需要油箱，也不需要维护。 另外，即使对人造肌肉造成了损伤，它对人、对环境 的安全性也较高，因为驱动器的基座是由柔性的聚合 物材料制成的。另一方面，因为该装置是由薄膜柱体 构成的，容易受外功的影响，将橡胶体积变化转化为 轴向物理收缩，而且其被动特性较强，因此很难进行 精确的位置控制。为此，我们采用 H∞ 控制法，它是一 种频率成形法，而且还针对非结构化的不确定因素建 立了一个坚固的系统。参 9 0601099 护理机器人的软手指机构的开发 [会，英]/ Kajikawa， S.， Kon， H.， Kikuchi， K.∥Proceedings of the 2005 IEEE International Conference on Mechatro- nics and Automation.— 49~54 提出了一个关节机构，它使机器人能够产生多方 向被动柔顺运动，并估算外部力矩。这个关节利用硅 树脂垫作为弹性元件，将驱动器的运动转移到输出连 杆。这些垫位于连杆与电机驱动盘之间。这些垫的弹 性变形有助于产生被动的柔顺运动， 以实现外部力矩， 并且还有助于估算这些外部力矩。针对护理服务设计 了一个机器人，并将所提出的机构应用于该机器人的 手指的掌骨—指骨关节( MP 关节)。此外，通过几项 实验演示了该机构的基本特征。参 6 0601100 平面双足被动步行中足部形状的节省能量 效果 [刊，日]/田崎勇一，井村顺一∥日本日本ロボ ット学会誌 .— 2005， 23(1).— 131~138 研究了足部形状对双足机器人被动动态步行的能 量效率的影响。根据移动过程中动能的变化比较了两 种双足机器人。 一种采用点式足， 另一种采用线性足。 通过简化机器人模型证明，在稳态步行情况下，线性 足比点式足机器人的行走速度快。数值仿真表明，上 述结论对于原模型(未做简化)也成立。提出了一个足 部形状设计法。图 6 表 3 参 10 0601101 串联连杆操作器的阻抗匹配 [刊，日]/仓爪 15 亮，长谷川勉∥日本日本ロボット学会誌 .— 2005， 23(2).— 245~253 提出了操作器动态性能的一个新指标，称作阻抗 匹配椭球体或 IME。以前曾提出过几个指标，来说明 机器人操作器的静态性能与动态性能。例如，动态操 作性椭球体( DME)描述了归一化关节转矩所产生的 手部加速度的分布。操作力椭球体( MFE)则说明了从 关节到手的静态力传动。 而 IME 说明的是从关节驱动 器到所持物体的动态转矩—力传动效率。 IME 的概念 涉及一系列作为操作器性能指标的指数。 DME 与 MFE 都可以推导成 IME 的特例表示。本文利用数值 实例说明了 IME，其中包括跳跃机器人的腿部最优姿 态，最优主动刚度控制，以及向自由飞行操作器的扩 展。图 19 参 18 0601102 多自由度机构的静态输出功率性质 [刊， 日] /有川敬辅∥日本日本ロボット学会誌 .— 2005， 23(2). — 254~262 根据“功率维度”讨论了多自由度机构的静态性 质。特别是，给出了分析与评估静态输出功率性质的 基本公式与标准。功率维度分析可以有效地提高多自 由度机构的基本性能，例如提高输出功率、提高能量 效率、减轻重量等等。本文首先推导了功率维度分析 所必需的基本公式。然后，根据“功率符号”对“关 节功率状态”进行分类。接着，指出了这些状态的不 利影响； 某些关节产生正功， 同时某些关节产生负功。 还给出了评估这些影响的标准。 接着， 重点研究了 “关 节功率状态”与“可能输出功率”之间的关系。在各 关节输出功率有限的条件下，推导了可能输出功率的 范围。给出了一些条件，使输出功率最大。图 12 表 1 参 12 0601103 利用受机械约束的二自由度鞋对人的足机 构进行功能分析 [刊，日]/才田崇王，太田裕一，横小 路泰义∥日本日本ロボット学会誌 .— 2005， 23(4).— 443~448 重点研究了机器人足机构的自由度。为了令双足 机器人实现与人相似的移动功能，我们应大量观察人 的移动，从而了解人足机构的基本知识。提出了一种 具有二自由度趾部件的新型机械鞋。趾部分的两个趾 板独立地运动， 它们能以各种方式对人足进行约束。 3 个人配戴这种机械鞋进行了行走，运动路线分别为直 线、 Z 形及障碍滑雪路线。测量了他们的行走速度、 趾部关节角及足部压力中心。这些观察表明，采用这 种趾机构的双足机器人有可能比传统双足机器人走得 更快。图 14 表 3 参 9 0601104 皮肤中装有触觉接收器的仿人软指 [刊， 日]/多田泰德，细田耕，浅田稔∥日本日本ロボット 学会誌 .— 2005， 23(4).— 482~487 机器人指的操作能力与人相比差很多。一个原因 是机器人指的感知能力太差。触觉感知对于获取物体 及接触状况的信息很重要。为了提高机器人指的操作 能力， 设计了一种具有分布式触觉接收器的仿人软指。 该指由两个硬度不同的硅橡胶层构成，内含两种接收 器，分别为应力仪与 PVDF(聚偏氟乙烯)薄膜。该指 的结构与人相似，由骨、内层、外层以及内部随机分 布的接收器组成。利用实验结果说明了该指的感知能 力，通过推、擦物体，它可以识别 5 种不同的材料。 图 10 参 22 0601105 被动步行中的固定点稳定性机构 [刊，日]/ 池俣吉人，佐野明人，藤本英雄∥日本日本ロボット 学会誌 .— 2005， 23(7).— 839~846 被动步行机可以沿缓坡下行，除重力外，不需要 其它的能量来源。这种运动极有吸引力，因为其步态 实际上是自然的、理想的。而且，步行机可以表现出 稳定的极限周期。被动步行的动力学是极有意义的目 标，对理解人的移动、开发双足机器人非常重要。尽 管被动步行机在机械上很简单，但它们属于混合式系 统，存在开关条件，该条件结合了一些描述摆动运动 与腿部交换的非线性微分方程。因此，该系统较难分 析。本文重点是被动步行中固定点的稳定性机构。为 了尽量实现简单性与清晰性，我们采用了一个双足模 型，这是目前最简单的步行模型，并将脚跟冲击时刻 的腿部夹角看作是一个变量。利用离散动力学系统的 特征值推导了稳定性条件的方程。给出了构成固定点 的物理结构及其稳定性机构。图 5 参 14 0601106 三维索状主动机构“ACM-R3”的设计开发及 其基本操纵控制 [刊，日]/森淳，山田浩也，广濑茂男 ∥日本日本ロボット学会誌 .— 2005， 23(7).— 886~ 897 研究了“主动索状机构( ACM)”的机构设计，它 是一种细长的蛇形功能体，可以完成三维运动。我们 设计了一种三维 ACM 机，称作 ACM-R3，尽管其尺 寸小、重量轻，但它可以产生很大的输出力矩。研究 了这种机构的二维蛇形运动的三维操纵控制。这里， 操纵是指绕偏转、俯仰、滚动轴圆周的路线变化。而 且，检验了一些新的推进形式，例如“存在侧滚的蛇 形运动”(其控制法基于滚动轴的操纵)与“正弦抬升 移动”(它是一种特殊的俯仰轴操纵形式)。利用最新 的 ACM-R3 模型首次实际实现了这些新的推进方法， 并通过测量各节点产生的力矩通过实验检验了运动能 力。图 29 表 1 参 15 0601107 采用超声电机及弹性元件的五指机器人手 的开发 [刊，日]/山野郁男，前野隆司∥日本日本ロ ボット学会誌 .— 2005， 23(8).— 977~985 开发了一种模仿人手的机器人手。机器人手采用 16 作者提出的一个新方法，通过超声电机及弹性元件进 行驱动。该方法利用弹性元件的复原力作为驱动力来 抓握物体， 因此手能够完成柔软的、 稳定的抓握运动， 不需要动力输入。此外，由于超声电机尺寸小、低速 转矩大，因此所有元件都置于手内。将这个驱动方法 应用于多自由度机构，设计并实现了一个五指机器人 手。其关节数与自由度数与人手相等，大小也与普通 成年男性的手相仿。利用基本的驱动实验演示了该机 器人指的性能。图 13 表 2 参 16 行走机构 0601108 小型轮履腿复合式机器人设计及运动特性 分析 [刊， 中]/段星光， 黄强， 李科杰∥机械工程学报 . — 2005， 41(8).— 108~114 针对在室内外环境下对小型移动机器人的运动要 求，综合轮式、履带式和腿式运动机构的优点，研制 开发了一种多运动模式的小型轮履腿复合式移动机器 人。该机器人可以进行轮式高速运动、履带或腿式越 障等多种模式的运动。对其运动特性、越障性能、自 动复位功能进行了详细的分析。采用的嵌入式控制系 统保证了机器人功耗低、可靠性好、实时性高的控制 要求。试验表明，这种移动机器人运动灵活，具有很 好的环境适应性和较高的越障能力。 0601109 Aramies：一种四足爬行与步行机器人 [刊， 英]/ Spenneberg ， D. ， Strack ， A. ， Hilljegerdes ， J.∥European Space Agency(Special Publication). — 2005， 603.— 355~362 介绍了四足步行集成研究 ARAMIES和所开发的 控制软件方法。分析了所做的第一个步行实验。解释 了如何基于 Bezier样条生成 CPG类节律型运动模式， 从而得到一种极简单的、 柔性的方法来产生复杂轨迹， 并利用相位、频率与振幅调节这些轨迹。此外，还简 要介绍了新的 RT微核概念，用来对 ARAMIES项目中 使用的基于行为的机器人进行编程。这种微核将实时 操作系统的性质与基于行为的编程概念结合起来。 参 6 0601110 模块式机器人移动的在线优化 [会，英]/ Marbach， D.， Ijspeert， A.J.∥Proceedings of the 2005 IEEE International Conference on Mechatronics and Au- tomation.— 248~253 在非结构化的、不可预测的环境中进行自适应移 动是模块式机器人最重要的一个特征。我们希望自主 模块式机器人能够适应动态环境、非预期的任务和模 块故障。适应分两层：在静态构形内，链式模块式机 器人可以利用其多个自由度及固有的冗余性修改其移 动步态。 此外， 机器人可以进行自重构来修改其形态。 在此范畴内，以自组织方式进行在线移动优化是强制 的。本文的贡献有 3 层： 1)受脊椎动物的中央模式发 生器( CPG)的启发，提出了一个基于耦合非线性振荡 器的分布式移动控制器； 2)针对离线优化，提出了一 个遗传算法， 对 CPG 及模块式机器人的构形同时进行 进化； 3)最终的研究目标是自主移动，本文的重点是 耦合非线性振荡器的快速在线适应方法。该算法能够 在模块发生故障时或出现新的未知构形时实现移动步 态的快速在线优化(适应)。利用硬件样机 YaMoR 进 行了仿真实验。参 21 0601111 利用对称的转子与制动器实现双足机器人 的平衡行走与快速运动 [会，英]/ Mayer， N.， Farkas， F.， Asada， M.∥Proceedings of the 2005 IEEE Inter- national Conference on Mechatronics and Automation.— 345~350 研究了一种利用快速转动的、对称的重物(转子) 进行镇定的双足机器人。转子直接连接到电机上，没 有使用齿轮头。转子完全封装在一个箱内，完全通过 惯性原理与其环境交互。提出了控制这种系统的一个 概念框架，并利用 ODE 仿真进行了测试。这种转子 的动力学不同于非转动固体，例如，在小摄动情况下 它可以保持轴不变。利用了这种环境并进行了测试。 此外，采用制动机构，将转子用作反应轮。结果表明， 机器人不必使用其它驱动器进行辅助就可以站立。通 过一些简单的理论研究给出了一些必要的参数，例如 机器人站立时的重量。还讨论了可能做出的各种快速 运动。参 15 0601112 利用混合中央模式发生器法实现双足机器 人的动态行走与奔跑 [会，英]/ Komatsu， T.， Usui， M.∥Proceedings of the 2005 IEEE International Confe- rence on Mechatronics and Automation.— 987~992 给出了双足机器人动态行走与奔跑的仿真与实验 结果。提出了混合式中央模式发生器( H-CPG)法，来 实现自适应动态运动，包括迈步与跳跃。该方法基本 上由 CPG 模块组成，但添加了力控制系统，由该系统 沿竖直方向及水平方向独立地控制从腿到地面的作用 力。在水平地面及斜坡上实现了二维行走与奔跑，速 度为 1.6 m/s。参 7 0601113 机器人手的负载敏感型无级变速器 [刊， 日] /高木健， 小俣透∥日本日本ロボット学会誌 .— 2005， 23(2).— 238~244 针对手指关节，提出了一种负载敏感型无级变速 器( CVT)。机器人手的手指在抓握物体时需要施加 力，在开闭时需要速度。因此， CVT 是改进手指关节 功率传动的理想装置。现有的摩擦型 CVT 体积都比 较大，重量比较重，不能安装在手指关节中。本文注 意到手指关节不需要旋转 360°，提出了一个结构简 单、体积小的负载敏感型 CVT，它由一个五杆连杆与 扭转盘簧组成。实现结果表明，该 CVT 可以将其对 17 负载的减速比从 0.5 提高到 3.3。 开发了一种采用这种 CVT 的二指手爪， 它可以有力地抓握物体并迅速地进 行操纵。 没有这种 CVT， 这些运动都是不可能实现的。 图 22 表 3 参 13 0601114 用来完成陡坡操作的四足步行机器人 TITAN XI 的开发：腿驱动机构的概念设计与基本实验 [刊，日]/程岛龙一，土居隆宏，福田靖∥日本日本ロ ボット学会誌 .— 2005， 23(7).— 847~857 介绍了四足步行机器人 TITAN XI 的基本系统及 设计。 TITAN XI 可以在陡坡区域完成建筑任务。日本 在山区建设公路时迫切需要完成这种任务。 TITAN XI 将由缆悬挂在陡坡上，利用四条腿行走，以免损坏钢 筋混凝土框架，并完成为岩石锚杆钻深孔等任务。讨 论了 TITAN XI 的一些基本设计问题，包括：系统构 形的选择；腿机构与液压驱动系统的设计；基于间歇 爬行与总体控制系统的适当的标准步态。制作了 TITAN XI 的机械模型，总重 7 吨，腿长 3.7 米，在不 平整地面上成功演示了极基础的步行，平均速度达 2 厘米 /秒。图 26 表 2 参 13 驱动机构 0601115 微型管道机器人钹形压电复合驱动器的结 构设计及优化 [刊，中]/郭彤，李江雄，柯映林∥中国 机械工程 .— 2005， 16(18).— 1610~1612,1621 提出一种基于惯性驱动的微型管道机器人钹形压 电复合驱动器，为解决由提高抗疲劳破坏而采用较厚 金属膜片所带来的性能影响问题，对钹形压电复合片 的金属片进行了有限元分析并提出径向刻槽的结构优 化，使其环向应力得以释放，从而大大提高了机器人 驱动器的变形特性及能量转化率，使机器人的运行速 度提高 56%，具有较高的速度特性及负载能力。 0601116 三菱 PA-10 机器人臂协和驱动系统的建模 与控制 [刊，英]/ Kennedy， C.W.， Desai， J.P.∥IEEE/ ASME Transactions on Mechatronics.— 2005， 10(3).— 263~274 介绍了我们建立三菱 PA-10 型机器人臂动力学模 型方面的结果，旨在利用低反馈增益实现低速轨迹跟 踪。 PA-10 采用协和驱动传动装置( HDT)，具有反向 驱动能力、精确定位能力和零后冲，是执行精密操作 任务的理想手臂。然而，协和驱动系统固有柔性与振 荡，而且缺乏传动装置内动力学的技术信息，因此建 立机器人的精确动力学模型极难。这项研究的新颖之 处在于建立了一个系统算法来抽取机器人手臂协和驱 动传动装置的模型参数，便于实现基于模型的控制。 我们还对三菱 PA-10 的所有 7 个关节进行建模，并做 了一些实验来辨识协和驱动系统的各个参数。最后， 给出了一个轨迹跟踪任务实例，说明了这种基于模型 的三菱 PA-10 机器人臂控制器。参 22 0601117 利用逐步后退法及时间最优参考系对双智 能驱动装置进行非线性控制 [刊，英]/ Fernández， R.， Hespanha， J.， Akinfiev， T.∥ Autonomous Robots.— 2005， 19(3).— 233~255 双智能驱动装置是一种专门设计的非线性驱动 器，用于爬行与步行的腿式机器人。其特点是连续改 变传动率，具有双重性，非常适于那些需要同一驱动 装置完成两种不同的移动连杆起停运动的情况。 然后， 确定了这种非线性驱动器的相关控制问题，采用逐步 后退设计策略开发了李亚普诺夫型非线性控制器，它 可以确保对期望的运动律进行渐近跟踪，这些控制律 是利用时间最优控制法选择出来的。将该方法扩展到 有界的控制输入。给出了一些仿真与实验结果，以证 明这个非线性控制方法对于双智能驱动装置的有效性 与可行性。图 19 表 4 参 29 0601118 使用 MR 驱动器的二维力显示系统 [刊， 日]/ 山口雄平，古庄纯次，木村真也∥日本日本ロボット 学会誌 .— 2005， 23(3).— 352~359 力显示系统是一种与人共存的机器人系统，它在 工作时与人共享作业空间，可以与用户直接接触并展 示力感觉。以它们作为人接口具有优势，可以产生更 多的效果。另一方面，它们本身潜在危险因素，它们 可能做出不受控的移动，对操作员造成伤害。我们提 出，机器人系统的安全性可以定量估算，并利用离合 器型驱动器以机械方式加以保证。而且，我们开发了 ER 驱动器与 MR 驱动器，它们就是离合器型的驱动 器。本文成功开发了一种惯性低、响应性高、力矩 / 惯性比高的 MR 驱动器，并利用它开发了一个二维力 显示系统，该系统可以使虚拟物体具有很大的刚度和 良好的操作性。图 16 表 4 参 28 其他 0601119 适用于实时避障的新型智能化机器人敏感 皮肤的研究 [刊，中]/王树国，曹政才，付宜利∥光学 学报 .— 2005， 25(9).— 1233~1237 研制的敏感皮肤由模块化和带有强数据处理能力 的微型红外传感器阵列构成， 可以粘贴在机器人表面， 依赖于皮肤上的红外传感器来感知外部环境。系统采 用了几何光学模型法来测量敏感皮肤与障碍物间的距 离。实验结果表明，在感知区域内，敏感皮肤能够实 时准确地给出多关节机器人周围的障碍物存在和距离 信息，为解决机器人避障问题提供新的范例。同时敏 感皮肤的研制也是机器人在传感和控制领域中应用的 一次尝试，对促进机器人和各相关科学的发展及提高 机器人智能化的水平具有深远的意义，并将有着广阔 的应用前景。 18 0601120 能够感知接触对象位置的高柔性粘弹性机 器人 [刊，英]/ Yamada， Y.， Morizono， T.， Umetani， Y.∥IEEE Transactions on Industrial Electronics. — 2005， 52(4).— 960~968 本文旨在开发一种机器人皮肤，它能够精确地感 知与皮肤表面进行面接触的物体的位置。 到目前为止， 还没有报告表明触觉感知不仅可以检测皮肤变形，而 且还可以高精度地感知接触物体的位置。在光机电学 技术类别中，我们采用光纤来传送软皮肤的表面变形 信息，以精确地感知与软皮肤接触的物体的位置。本 文说明了这种机器人皮肤的结构，介绍了反射器芯片 位置的检测原理与物体接触位置的感知原理。这种机 器人皮肤的特点是表面成本低，易于替换，感知性能 对于电磁干扰鲁棒。接着，给出了一些实验结果，利 用一个楔形物体来检验这些原理。 为了评估感知精度， 进行了如下比较： 1)物体实际凸多边形与相应的估算 多边形之间的位置比较； 2)采用独立拟合法与拉格朗 日拟合法时物体两个顶点位置的比较。参 13 0601121 用于移动机器人的微型燃料电池的评估 [会，英]/ Wilhelm， A.， Surgenor， B.W.， Pharoah， J.G.∥Proceedings of the 2005 IEEE International Confe- rence on Mechatronics and Automation.— 32~36 将机电工程学科大学课程使用的一台移动机器人 的电源从传统的铅酸电池改造为氢燃料 PEM 微型燃 料电池。概述了基于燃料电池的电源系统的设计。给 出了系统性能的测试结果。简要讨论了微型燃料电池 的一些实现问题。参 8 五 机器人传感器 外部信息传感器 0601122 为移动机器人微型机器人进行位置检测的 光机电系统 [刊，英]/ Nitu， C.I.， Gramescu， B.S.， Comeaga， C.D.P.∥IEEE Transactions on Industrial Elec- tronics.— 2005， 52(4).— 969~973 提出了一种光机电系统，它能够利用三角测量法 检测固定在机器人部件上的光源点的位置。该感知系 统由两个光学传导器定位模块组成，它们能自动地跟 随光源点的方向。利用数据采集板及 LabVIEW 编程 实现了系统控制。参 5 0601123 基于气体传感器的瞬时响应对气味烟羽跟 踪机器人进行控制 [刊，英]/ Ishida， H.， Nakayama， G.， Nakamoto， T.∥IEEE Sensors Journal.— 2005， 5(3). — 537~545 气体传感器为移动机器人跟踪气体 /气味烟羽并 确定其源头位置提供了一种人工嗅觉感知方法。 然而， 气体传感器的响应速度慢，这是制约烟羽跟踪机器人 发展的主要因素。本文介绍了一种新的控制算法，打 破了这种限制。基本思想是监测各传感器输出中的相 对变化，从而检测气体传感器响应的开始以及恢复的 开始。当传感器输出从某个状态开始向另一状态变化 时，令机器人立即采取相应的动作，从而实现了快速 的烟羽跟踪。传感器输出增大，机器人的速度也会相 应增大，进一步加快烟羽跟踪速度，而传感器输出不 足时，机器人的速度会放慢，以免搜索成功率下降。 与以往的算法不同，本文方法基于绝对的传感器输出 级来检测输出变化，可实现可靠的烟羽检测，因为它 不易受到气体传感器输出漂移的影响。 实验结果表明， 即使所使用的半导体气体传感器的恢复时间较长，机 器人也可以在 32 秒内跟踪到 2 米内的气体源。参 16 0601124 移动机器人定位： 基于测距传感器与惯性传 感器的算法的开发与比较评估 [刊，英]/ Ippoliti， G.， Jetto， L.， Longhi， S.∥ Journal of Robotic Systems.— 2005， 22(12).— 725~735 自主移动机器人必须能够阐述传感器设备提供的 测量结果，这样才能相对于坐标系确定自身的位置。 位置估算精度取决于传感器的精度以及测量结果处理 算法的可靠性。本文旨在给出一种采用里程计及光纤 陀螺仪等内部传感器的廉价定位系统。提出了 3 个简 单的定位算法， 它们基于不同的传感器数据处理过程。 其中两个在确定性框架下工作，另一个在随机框架下 工作，其中感知及未建模机器人动力学会产生不确定 性。 通过一组实验室实验测试了这些定位算法的性能， 并根据定位精度及计算量进行了比较。 图 5 表 2 参 36 0601125 移动机器人定位中距离传感器数据的过滤 [会，英]/ Baek， S.， Park， H.， Lee， S.∥Proceedings of the 2005 IEEE/ASME International Conference on Advanced Intelligent Mechatronics(vol.1).— 516~521 构形估算是移动机器人成功进行导航的关键问题 之一。推测导航法简单、快速，但其估算值不精确或 不可靠。测距传感器广泛用于已知环境中的定位，但 由于传感器距离有限，它并不总是有效。光鼠标等光 流传感器可以产生精确的相对运动，但它需要严格的 竖直位置。本文介绍了估算机器人构形的新方法，将 连续的测距传感器数据与已知环境中的光流信息结合 起来。研究了利用光流传感器估算相对运动，并利用 距离传感器信息进行特征抽取的方法。实现了这个方 法，并利用移动机器人进行测试。参 15 0601126 利用新型加速度计估算移动机器人的位置： 具有阻抗检测计的悬臂型加速度计 [会，英]/ Mori， Y.， Uchiyama， M.， Goto， A.∥Proceedings of the 2005 IEEE/ASME International Conference on Advanced Intelligent Mechatronics(vol.2).— 946~951 采用加速度计提出了一个移动机器人位置估算方 19 法。与其它采用路标、测距法与 GPS 的方法相比，基 于加速度计的方法具有如下优点：( 1)易于安装；( 2) 可以估算不平整地面及室内的位置。然而，它很难精 确地估算机器人这样的缓慢移动对象的位置。为了估 算机器人的精确位置，开发了一种新的加速度计并提 出了一个方法。我们采用“ Inductcoder”阻抗检测仪 来提供数字数据。移动模块由配重和悬臂组成，它不 会产生漂移。通过实验评估了这些装置的性能。提出 了一个利用压电驱动器降低误差、提高重复精度的思 路。此外，为防止估算误差增大，讨论了一个终止条 件。参 10 0601127 利用简单传感器定位多台机器人 [会，英]/ Peasgood， M.， Clark， C.， McPhee， J.∥ Proceedings of the 2005 IEEE International Conference on Mechatro- nics and Automation.— 671~676 提出了一个分布粒子滤波器算法，用来确定多台 只装备了低成本 /低功率传感器的移动机器人的位置。 该方法适用于多微型机器人系统，其中尺寸方面的约 束限制了传感器的选择(例如小型红外测距仪)。我们 利用声学测距仪系统获取机器人之间的距离，将其与 少量简单测距传感器的测量值结合起来，对已知环境 中的 3 台机器人进行定位。这个定位问题被表示成估 算单个三角形的全局位置与方向的问题，三角形的角 代表机器人的位置。然后，利用机器人间的距离测量 值通过三角测量法来确定机器人相对于三角形重心的 位置。各机器人利用相同的粒子滤波器算法来估算三 角形的全局位置。各粒子滤波器确定的最佳估算值分 布于机器人之间，用于以后的迭代。仿真表明，它可 以完成 3 台机器人的全局定位，各机器人只使用一个 罗盘与 2 个测距仪。这些结果说明，该方法能够在室 内仿真环境中对机器人组进行全局定位。将这些结果 与机器人只能获取其自身传感器数据的仿真情况进行 了比较，后者在相同条件下不能成功地进行定位。参 12 0601128 使用柔性材料及导电橡胶的机器人手压力 分布传感器 [刊，日]/中本裕之，才木常正，北川洋一 ∥日本日本ロボット学会誌 .— 2005， 23(3).— 360~ 361 触觉传感器对于提高工业作业机器人手的工作性 能很重要。然而，目前已提出的多数触觉传感器没有 柔性，传感器与物体之间的接触面积很小。因此，这 些传感器可以得到局部分布的压力。我们针对机器人 手提出了一种新的压力分布传感器，它将柔性材料与 导电橡胶结合起来。 介绍了这种新型传感器的有用性。 图 4 参 3 0601129 室内三维定位系统中采用扩频无线电及高 精度时间测量 LSI 的距离测量装置的开发 [刊，日]/ 原田达也，伊藤觉，森武俊∥日本日本ロボット学会 誌 .— 2005， 23(4).— 496~505 介绍了一个在日常环境中用于三维室内定位系统 的距离测量装置。 考虑了物体的穿透性及噪声容忍度， 决定测量 2.4GHz 的扩频无线电的飞行时间。由于无 线电波的速度约为 3× 10 8 米 /秒，因此我们采用高精 度的时间测量装置 LSI 来测量无线电波在测量点与参 考点之间的往返时间。实验结果表明，观测到了往返 时间与距离之间的比例关系。 在室内设置 3 个参考点， 做了三维位置测量实验。利用所测得的 3 个距离计算 了三维位置误差，大约为 0.36 米。这也表明，即使被 测点与参考点之间存在木头或丙烯酸板等障碍物，也 可以测量这些距离。图 16 表 5 参 18 0601130 存在测量噪声情况下利用力传感器估算接 触点 [刊，日]/长濑贤二，吉永光介，中岛明∥日本日 本ロボット学会誌 .— 2005， 23(6).— 725~731 研究了一个方法，利用存在测量噪声的力传感器 估算机器人手与物体间的接触点。估算问题被表示成 非线性约束优化问题，成本函数表示对测量噪声的估 算误差，而且各项约束要求接触点位于手指表面且指 尖力指向内侧。尽管非线性约束优化问题一般只能用 数值优化法来求解，但文中指出，这种情况下这个估 算优化问题可以解析求解。给出了一些实验结果，来 证明该方法的有效性。图 3 表 1 参 13 0601131 利用具有减震功能的碰撞检测系统降低操 作器的有害力 [刊，日]/郑圣熹，高桥隆行，庄司道彥 ∥日本日本ロボット学会誌 .— 2005， 23(8).— 949~ 956 提出了一种新的触觉传感器系统 APCS(空气压 碰撞检测系统)， 用来降低操作器与环境碰撞所产生的 有害力。 APCS 的结构简单，由柔性管和气压传感器 组成。前者起减震作用，后者测量碰撞所产生的气压 变化。它通过区分气压波，可以在冲击力产生的初始 时刻检测碰撞， 通过测量气压值可以检测接触(低速碰 撞)。管子具有柔性，可以有效地降低冲击力，而且它 包围了包括关节在内的整个操作器。本文介绍了 APCS 的碰撞(接触)检测原理与条件，通过简单的碰 撞实验证实了它在减小有害力方面的有效性。然后， 我们将 APCS 安装在一个三自由度操作器的连杆与关 节上，实现了安全运动，降低了接触与碰撞情况下的 有害力。 实验结果表明， 对于人员服务型操作器而言， APCS 是一种有效的降低有害力的传感器系统。图 16 表 3 参 15 感知与传感器融合 0601132 基于多传感器融合的机器人微深度环切 [刊，中]/魏东，杨洋，李大寨∥传感器技术 .— 2005， 20 24(11).— 56~58,61 针对角膜移植手术机器人进行环切病(供)体角膜 的精密作业，进行了微深度环切的末端执行器的结构 设计及微力位移传感器系统的开发，进一步构筑了信 息采集的软件与硬件系统。基于多传感器的模糊集理 论，对机器人末端器系统的多传感信息进行了融合。 最后，以几种动物为例，进行了角膜临床微深度环切 实验。结果表明了系统的精确性和可行性。 0601133 机器人敏感皮肤多传感器数据融合 [刊， 中] /曹政才，付宜利，王树国∥哈尔滨工业大学学报 .— 2005， 37(8).— 1019~1021,1062 针对敏感皮肤结构及其实时为智能机器人提供周 围环境信息的特点，提出了一种基于容错技术的多传 感器在线自适应加权融合算法。该算法首先对敏感皮 肤模块测量数据进行预处理，获得具有容错特性的虚 拟传感器数据值， 然后依据各虚拟传感器方差的变化， 及时以自适应方式调整参与融合的各虚拟传感器的最 优权系数，使融合系统的均方误差始终最小。实验结 果表明 :该算法能有效处理冲突信息和传感器故障产 生的错误信息， 同时保证融合结果的精确性和可靠性， 从而使敏感皮肤系统具有良好的容错性和稳健性。 0601134 基于移动通讯网络和机器人群的分布式主 动传感系统实验平台 [刊，中]/樊玮虹，刘云辉，李莹 莹∥机器人 .— 2005， 27(6).— 486~490 描述了一个基于移动通讯网络和机器人群的分布 式主动传感系统实验平台 . 该平台实现了基于 GPRS/CDMA 和 ad hoc 网络的远程数据传输、具有力 反馈的双向遥操作和遥控机器人群的多种控制方式。 0601135 局部地形变化检测与移动机器人的行为决 策 [刊，中]/许宏岩，付宜利，王树国∥控制与决策 . — 2005， 20(8).— 951~954 针对非结构化、 未知工作环境下机器人避障 /越障 等运动需求，提出一种基于红外传感器的局部地形变 化检测方法。分析了局部地形变化的 21 种基本情况， 提出并比较了基于机构和基于传感器的两种检测方 法，推导了地形坡度变化的计算公式，给出了实际地 形组合变化时机器人的具体行为策略。在此基础上进 行基于红外传感器的局部地形变化实验，为机器人在 未知环境下安全可靠的运动提供了前提和保障。 0601136 自主机器人导航中的智能传感器融合与学 习 [刊， 英]/ Tan， K.C.， Chen， Y. J .， Wang， L.F.∥Applied Artificial Intelligence.— 2005， 19(5).— 433~456 设计并实现了一种自主机器人导航系统，用来在 动态环境中实现目标智能采集。针对目标采集，开发 了一个基于特征的多阶段模糊逻辑( MSFL)传感器融 合系统，它能够将含噪声的传感器输入映射为可靠的 决策。机器人划基于面向网格地图的路径强化学习系 统( GMRPL)进行探测与路径规， 它可以通过与物理环 境进行动态交互实现长期预测与路径适应。在我们的 实现中， MSFL与 GMRPL被集成在包容体系结构中， 来实现目标智能采集应用。该包容体系结构是一个分 层反应式智能体结构， 它可以使机器人实现高层功能， 包括路径学习与目标识别，而不考虑低层功能，例如 障碍物检测与规避。将该系统应用于 Khepera机器人， 在变化的物理环境中完成目标采集等机器人行为时表 现出了鲁棒性与柔性。参 28 0601137 利用初始状态观测器进行全局状态估算： 二 轮移动机器人的理论与实验 [会，英]/ Higuchi， M.， Nakamura， H.， Nishitani， H.∥Proceedings of the 2005 IEEE International Conference on Mechatronics and Automation.— 1947~1952 控制移动机器人时测量其状态非常重要。移动体 估算法可以分为推测导航法与恒星导航法。但这些方 法都存在一些问题。为解决这些问题，许多研究者都 研究了 “传感器融合” 。 卡尔曼滤波是传感器融合方面 的一项主要技术。但该技术需要了解初始状态及误差 方差矩阵。然而，误差方差矩阵是很难得到的，初始 状态也常常是未知的。对解决此问题，提出了一个新 的传感器融合法，用来进行位置与姿态估算，它不需 要了解误差方差矩阵与初始状态。通过实验证实了该 方法的有效性。参 8 0601138 采用 RD-CNN 与强化学习法的移动机器人感 知模式 [会，英]/ Arena， P.， Crucitti， P.， Fortuna， L.∥ Proceedings of the 2005 IEEE International Work- on Cellular Neural Networks and Their Applications.— 206~209 针对随机觅食任务中漫游机器人的传感—感知— 动作，提出了一个受生物学启发的框架。该框架的核 心是根据传感输入利用 Turing 模式建立一组内部感知 状态，生成适当的动作。为此，使用了一个反应扩展 细胞神经网络( RD-CNN)。利用非监督式学习法动态 调节 Turing 模式的吸引池，以便在传感器动力学与模 式池的几何形状之间建立最佳匹配。各模式通过强化 学习与动作建立联系。该系统具有一个前后关系层， 用来实现更高级的控制。参 14 0601139 基于多传感器数据的不变性实现身体发现 [刊，日]/吉川雄一郎，细田耕，浅田稔∥日本日本 ロボット学会誌 .— 2005， 23(8).— 986~992 在未解释的传感器数据中发现身体是建立身体表 示法所需的一项基本技能，它影响着机器人对环境变 化及机器人身体本身变化的适应能力。对于发现自己 的身体而言，感知不变性是一种有前景的关键信息， 因为传感器数据与自身观测结果是一致的。为了区分 身体与非身体，机器人应互补地利用多传感器数据中 21 的不变性，这是因为单一传感器数据存在噪声，或者 是观测过程存在特定的模糊性。本文基于各观测姿态 下感知变化方面的分布假设，提出了一个区分身体与 非身体的方法。它可以由两个高斯分布的组合进行近 似， 这两种分布分别用来观测身体与非身体。 利用 EM 算法估算分布后，机器人判断当前观测姿态下哪种分 布可能导致传感器数据变化， 从而区分身体与非身体。 利用实际机器人做了实验，证明了该方法的有效性。 图 13 参 21 0601140 使用多个光鼠传感器的移动机器人航位推 测法 [刊，日]/关森大介，宫崎文夫∥计测自动制御 学会论文集 .— 2005， 41(10).— 775~782 为了实现移动机器人的精确定位，提出了一个航 位推测系统，它利用光鼠传感器直接从地面读取机器 人的运动增量。两轴的运动可以由一个光鼠传感器来 测量。因此，为了计算机器人的位置与方向偏差，必 须在机器人上安装两个光鼠传感器。然而，由于地板 条件、机器人振动等因素，一个传感器并不能正确读 出运动。为此，我们在机器人周围配置了多个光鼠传 感器并比较传感器的数值。选择可靠的数值就可以实 现精确的航位推算。最后，通过实际机器人上的若干 实验检验了该算法的有效性。图 7 表 4 参 13 多媒体、虚拟现实、临场感 0601141 基于多传感器的空间遥操作机器人虚拟预 测环境建模 [刊，中]/李会军，刘威，宋爱国∥宇航学 报 .— 2005， 26(5).— 558~561,566 为了提高虚拟预测环境的建模精度，提出了基于 多传感器信息融合的建模方法。首先根据 CCD 摄像 机采集的图像建立虚拟环境模型的初始模型，再利用 远地力觉和位置传感器信息对初始模型进行校验。为 了观察命令在虚拟环境中的执行情况，采用一种简单 有效的注册方法，将图形模型叠加在摄像机视频图像 上，以便操作者进行对比分析。实验表明利用本文算 法建立的虚拟环境模型是准确可靠的，有利于提高基 于虚拟预测环境技术的遥操作系统的有效性和可操作 性。 0601142 具有冗余制动器的被动型力显示系统的开 发 [刊，日]/小柳健一，古庄纯次，董立诚∥日本日 本ロボット学会誌 .— 2005， 23(4).— 488~495 虚拟空间中的力信息非常重要，遥操作、训练、 娱乐、设计支持及其它虚拟现实系统中常常需要这种 信息。传统的力显示系统是具有驱动器的主动系统， 因此固有危险性，而被动力显示只使用被动元件，因 此是确保安全性的有效方法。然而，被动型系统有某 些方向与连杆姿态是难以产生力的。为此，提出了一 个利用冗余的制动器来提高控制性能的方法。该方法 可以展示各种力方向及虚拟物体的各种姿态。本项研 究的目的是利用冗余的制动器进一步提高系统的可控 性，通过增加其它的设计自由度元件来设计和开发更 具一般意义的冗余机构。而且，还想通过降低等价惯 性来提高力显示能力。本文概述了这个系统，讨论了 它的基本实验。图 25 表 2 参 17 0601143 在 WWW 上使用力反馈六自由度操作器的虚 拟模型操作系统 [刊，日]/市毛由希子，比留川博久， 高濑国克∥日本日本ロボット学会誌 .— 2005， 23(5). — 565~571 在 WWW 网络上开发了一个虚拟模型操作系统， 旨在进行离线遥操作示教。为了产生虚拟模型操作感 觉，系统装备了力展示功能及虚拟显示装置。为实现 这种感觉，采用了一种高速接触运动仿真器，在虚拟 环境中计算受约束运动。此外，以具有力反馈的六自 由度位置控制型操作器作为主动臂，产生了严格的力 反作用。该操作系统可以由任何人使用，可以在任何 地点、 任意时刻自由地使用。 它使用标准模块(例如作 为 GUI 的 Web 浏览器，用于图形的 VRML， Java 程 序)和位置控制型操作器进行模型处理。 因此， 所开发 的系统可以在任意时刻在装备有主动臂的任意地点使 用。开发了一个样机系统，在两种环境中成功进行了 虚拟模型操作，这两种环境分别是：简单的模块世界 与复杂的房间环境。 对这个操作系统进行了实验测试， 结果表明，新系统能够有效地操纵虚拟模型。图 10 参 17 六 机器人控制技术 编程 0601144 机器人足球比赛决策程序的图形化编程 [刊， 中]/张祺， 杨宜民， 陈红英∥计算机工程与应用 . — 2005， 41(23).— 98~101 首先描述了机器人足球比赛决策程序的一般结 构，以及产生式推理模型和决策的表达方式，并在此 基础上得出通用机器人足球比赛决策程序流程图。最 后提出一种直观的图形化比赛决策程序编程方法，编 程者只需要改变图形的属性就可以修改比赛决策程 序，降低机器人足球比赛决策程序编程的门槛。 0601145 工业制造机器人的离线编程 [刊，英]/ Mi- tsi， S.， Bouzakis， K.-D.， Mansour， G.∥ International Journal of Advanced Manufacturing Technology. — 2005， 26(3).— 262~267 介绍了一个在制造过程中自动生成机器人程序的 过程。所开发的离线编程系统包括机器人及其工作单 元的图形仿真、机器人的运动学模型、运动规划以及 制造过程 NC码的建立。该系统被应用于具有 5个旋转 22 关节的制造操作机器人以及具有 6个旋转关节的焊接 操作机器人。参 11 0601146 利用示教接口进行机器人编程时虚拟夹具 的评估 [刊，英]/ Aleotti， J.， Caselli， S.， Reggiani， M.∥IEEE Transactions on Systems， Man， and Cyber- netics Part A: Systems and Humans.— 2005， 35(4).— 536~545 考察了几种虚拟夹具在机器人示教接口编程中的 有效性。文中指出，尽管所检验的所有虚拟夹具都可 以大大降低小容差轴孔装配任务中的误差量，但颜色 与声音夹具通常在成功试验执行时间及误差率方面优 于触觉夹具。我们还发现，当用户发现任务很难，但 系统可以通过虚拟夹具提供某种帮助时，他们会更倾 向于花更多的时间成功地执行任务。因此，对于困难 的任务，虚拟夹持的效益更多地反映在减小误差率而 不是缩短执行时间。我们推测，这些趋势与现有的通 过虚拟环境实现的人—机器人交互接口的限制性有 关，也与用户在高精度任务中处理这些限制性时所采 用的不同策略有关。参 26 0601147 模块化协作机器人群的管理系统的开发 [会， 英]/ Kyousou， T.， Aiyama， Y.∥Proceedings of the 2005 IEEE International Conference on Mechatronics and Automation.— 274~279 提出并开发了 “机器人群管理操作系统” 。 本文将 各机器人及工作空间看作是一个模块，以提高多机器 人系统的程序开发效率。这简化了协作编程，可以共 享工作空间。本文考虑了构成机器人群的机器人的调 制。而且，说明了利用该系统对模块进行编程的容易 性。参 3 轨迹生成 0601148 等离子熔射快速制模中机器人运动轨迹生 成方法及实践 [刊，中]/张海鸥，郭明亮，王桂兰∥机 械科学与技术 .— 2005， 24(10).— 1135~1137 提出了由 CAM 加工轨迹转化为机器人等离子熔 射轨迹的方法， 避免了以往通过 STL 文件生成机器人 熔射轨迹的繁琐过程。重点介绍了如何将 CAM 加工 轨迹转化为机器人熔射轨迹，并对其进行了仿真与实 验验证，结果表明 :该方法比原有的由 STL 文件生成 机器人熔射轨迹的方法更简便、灵活，更适应机器人 等离子熔射制模成形的要求。 0601149 运用三次样条曲线拟合机器人运动路径 [刊，中]/王金敏，崔奇，初楠∥机械设计 .— 2005， 22(7).— 44~46 为了使移动机器人在运行过程中能够保持平稳， 在四叉树建模环境下，提出用三次样条曲线拟合机器 人运动路线的方法。由于三次样条曲线有连续的二阶 导数，这样可以保证机器人在急停、急转时有良好的 动力学特性，具有用直线与圆弧拟合路径无法比拟的 优点。 0601150 利用神经时基发生器的仿生轨迹生成 [刊， 英]/ Tanaka， Y.， Tsuji， T.， Sanguineti， V.∥ Journal of Robotic Systems.— 2005， 22(11).— 625~637 提出了一个神经时基发生器( TBG)，它可以生成 一系列神经控制信号，所生成的信号的持续时间可控 且有限，速度轮廓为钟形。然后，解释了一个采用该 神经 TBG 模型的仿生轨迹生成法。利用该模型，根 据受约束轨迹的曲率，对伸展运动过程中的计算机仿 真轨迹及人臂轨迹进行了比较，检验了仿人轨迹生成 能力。图 19 表 2 参 32 0601151 四轮全方位车的轨迹生成与控制 [刊，英]/ Purwin， O.， D’Andrea， R.∥Robotics and Autonomous Systems.— 2005， 54(1).— 13~22 针对四轮全方位车，介绍了一个计算准最优最短 时间轨迹的算法，它可以用于高级路径规划器。该算 法基于放松后的最优控制问题。考虑了有界摩擦与车 辆动力学，这在高性能全方位车中会遇到。由于计算 复杂度较低，因此可以实现实时应用。提出并讨论了 该算法在实际车上的一个实现方法。图 10表 2参 19 控制方法与系统 0601152 基于通信的多移动机器人编队控制系统 [刊，中]/程磊，王永骥，朱全民∥华中科技大学学报 (自然科学版) .— 2005， 33(11).— 67~70 论述了一类通用的经过通信信道进行协调的多移 动机器人编队控制系统。在分别获取自身位姿信息的 前提下，各个机器人通过通信信道交换和共享同组成 员的位姿信息，然后通过计算得到各机器人之间的相 对位姿，进而完成编队协调任务。利用此技术，可实 现一种不受环境限制的多机器人编队，其特点在于编 队的完成主要依赖于通信系统，不论编队中各机器人 是否能够彼此感知，编队都能进行，从而提高了多机 器人编队对环境的适应性。 采用闭环 l—φ 编队控制算 法验证此设计方法的有效性，在三台移动机器人上进 行了实验，实验结果证明了该方案的可行性。 0601153 利用 GPRS 系统控制移动机器人的方法研究 [刊， 中]/乔卓， 姚辰， 李小凡∥机器人 .— 2005， 27(6). — 507~511,544 以移动探察机器人为平台，介绍了一种利用 GPRS 通讯系统控制机器人的新方法。重点介绍了对 GPRS 通信进行端到端加密的改进方法，该方法在 ELGamal 公开密钥算法中加入时间标志，增强了系统 的安全性。最后，给出了实验结果。 0601154 四足仿生机器人嵌入式多关节伺服控制器 23 的研究 [刊，中]/孙立宁，王鹏飞，黄博∥机器人 .— 2005， 27(6).— 517~520 介绍了 DSP 芯片 TMS320LF2407 的原理，开发 了基于 CAN 总线的多关节伺服控制器。针对四足仿 生机器人关节控制的应用， 在 DSP 中采用流水线采样 策略和带修正函数的自调整模糊控制规则，有效地克 服了机器人关节轨迹跟踪控制中耦合、力矩非线性等 因素的影响。控制驱动的集成化提高了移动机器人的 速度和负载容量。 0601155 基于电路地图的带拖车移动机器人路径搜 索 [刊，中]/田静，黄亚楼，刘作军∥机器人 .— 2005， 27(6).— 521~525 采用电路映射地图进行环境建模，在等效尺寸的 基础上对带拖车移动机器人的路径规划进行研究。这 种方法在局部规划的同时， 兼备了路径规划的全局性， 有效地从根本上避免了人工势场法等局部分析方法容 易陷入局部最优的不足。理论分析和仿真验证了本方 法的可行性和正确性。 0601156 柔性宏刚性微空间机器人末端连续轨迹跟 踪控制研究 [刊，中]/张宇，郝悍勇，孙增圻∥机械工 程学报 .— 2005， 41(8).— 125~131 对一类柔性宏刚性微结构的空间机器人系统进行 了运动学和动力学建模，介绍了采用微机械臂快速精 确运动来补偿宏机械臂由于弹性形变和振动产生的末 端误差的设计方案，并对此进行了简化。在此基础上 设计了两种控制方案。一种是对宏机械臂和微机械臂 都采用 PD(比例微分)反馈控制，另一种是宏机械臂 采用 PD 控制而微机械臂采用滑模变结构控制。最后 进行了仿真试验，比较了两种控制方案的不同控制效 果，并得出补偿算法是有效的，且滑模变结构控制在 该试验中优于 PD 控制的结论。 0601157 模块化可重构三腿并联机器人的运动学控 制 [刊，中]/陈伟海，高勇，杨桂林∥机械工程学报 . — 2005， 41(8).— 96~102 基于局部指数积公式，提出了利用 Paden-Kahan 子问题法直接解析求解模块化三腿并联机器人关节角 位移的逆运动学方法， 进行在线位置轨迹规划与控制。 由于在求解主动关节位移的同时被动关节位移也可一 并求出，因此和迭代法相结合可以提高在线计算前向 运动学的效率，实现位置轨迹的在线监控。通过对球 面工件进行加工的演示，验证了子问题法在并联机器 人运动控制中应用的实用性。 0601158 空间刚性冗余度机器人混沌运动控制的延 迟反馈控制法 [刊， 中]/李立， 张登材∥机械工程学报 . — 2005， 41(9).— 122~127 提出了消除空间刚性冗余度机器人关节运动轨迹 漂移混沌现象的延迟反馈控制法。 给出的一个空间 4R 刚性冗余度机器人在基于雅可比矩阵的伪逆方法使其 末端重复跟踪工作空间内的一条封闭路径时的混沌控 制的算例证明了所提方法的有效性。研究表明，在适 当的参数下，系统的混沌运动可以转变为规则的周期 运动。研究为解决冗余度机器人的伪逆控制非重复性 问题开辟了新的有效途径。 0601159 机器人鲁棒控制器参数演化设计 [刊，中]/ 邢笑笑， 钟宜生， 石宗英∥计算机工程与应用 .— 2005， 41(29).— 48~51,54 论文将讨论具有控制输入幅值限制的机器人轨迹 跟踪控制问题。将利用基于信号补偿的鲁棒控制方法 设计机器人的子关节系统控制器。该控制器由标称控 制器和鲁棒补偿器组成。标称控制器对于一标称受控 对象实现所希望的轨迹跟踪特性，鲁棒补偿器则用于 减小实际受控对象和标称受控对象之间的差异对跟踪 特性的影响。当输入存在饱和约束的情况下，对鲁棒 补偿器进行了修改，并且基于演化寻优的方法求取鲁 棒补偿器参数。 0601160 移动机器人运动路径的搜索策略 [刊，中]/ 李彩虹，李贻斌∥计算机应用研究 .— 2005， 22(12). — 50~53 针对移动机器人运动路径全局最优问题，采用基 于模型的搜索策略实现了最短路径的快速搜索。具体 方法是利用 Hough 变换提取立体障碍物的边缘信息， 映射到二维平面上，建立移动机器人运行环境的栅格 地图；采用目标距离信息对自由栅格赋值来简化栅格 地图状态空间的建立和搜索策略的制定；采用路径链 表在栅格地图的状态空间中执行相对最短路径搜索。 路径搜索策略不需要执行复杂的运算， 并且在完备性、 时间复杂性、空间复杂性和最优化方面都达到了满意 的效果。 0601161 非完整移动机器人的有限时间跟踪控制算 法研究 [刊，中]/李世华，田玉平∥控制与决策 .— 2005， 20(7).— 750~754 对非完整移动机器人的有限时间轨迹跟踪控制问 题进行讨论。与基于非连续状态反馈的传统有限时间 控制算法相比，基于连续状态反馈的有限时间控制算 法更适合于控制工程应用。利用该连续系统有限时间 控制技术，设计一种连续的状态反馈跟踪控制算法。 使得对角速度为非零常数的期望轨迹，非完整移动机 器人能够实现全局跟踪，并能在有限时间内完全跟踪 上期望轨迹。仿真结果表明了该方法的有效性。 0601162 一种低成本分布式控制系统的设计 [刊， 中]/林龙信， 张代兵， 张国忠∥仪器仪表学报 .— 2005， 26(S1).— 791~792,795 提出了一种低成本的分布式控制系统的设计思 路。系统采用上位机、下位机式结构，并采用技术成 24 熟的单片机 AT89C2051 作为微控制器。着重分析了 该系统单片机控制节点的通信机制以及多电机的同步 控制策略。 0601163 汽车驾驶机器人车速跟踪控制策略研究 [刊，中]/陈晓冰，张为公，张丙军∥中国机械工程 . — 2005， 16(18).— 1669~1673 提出利用驾驶机器人在底盘测功机上代替人类驾 驶员控制试验车跟踪循环行驶工况车速的方法，以消 除汽车试验中人为因素的影响。汽车性能自学习算法 提高驾驶机器人的车型适应能力，车速跟踪控制方法 保证了车速跟踪的精度，控制参数在线补偿能力补偿 了长时间试验过程中汽车部件的磨损以及离合器接合 点的漂移。试验结果表明，驾驶机器人具有良好的车 型适应能力，同时车速控制精度在 ±2km/h 范围内，精 度高，重复性好，保证了排放试验数据的准确度和有 效性。 0601164 异步机器人系统中重力算法的收敛性 [刊， 英]/ Cohen， R.， Peleg， D.∥ SIAM Journal on Computing. — 2005， 34(6).— 1516~1528 研究了自主移动机器人系统的收敛问题。该问题 的自然算法要求机器人向其重心运动。本文证明了重 力算法在全异步模型中的正确性。文中还分析了收敛 率，证明了它在发生严重故障时的收敛性。参 27 0601165 基于极放置关节空间控制器的气动机器人 阻抗控制 [刊， 英]/ Richardson， R.， Brown， M.， Bhakta， B.∥ Control Engineering Practice.— 2005， 13(3).— 291~303 在一个进行机器人物理治疗的气动机器人上实现 了一种力与位置控制策略，称作阻抗控制。该控制器 可以在一系列条件下正常工作。其性能受到多轴力测 量质量的制约。参 16 0601166 分布式多机器人操作器系统的实时调度 [刊，英]/ Yuan， P.， Moallem， M.， Patel， R.V.∥ Tran- sactions of the Canadian Society for Mechanical Engi- neering.— 2005， 29(2).— 179~194 提出了一个面向任务的在线调度方法与一个离线 调度算法，它可以用来对分布式多机器人操作器系统 进行协作控制。研究了如何满足时间截止期与任务相 关约束的问题。在最坏情况执行时间未知的情况下， 这些算法可以满足时间约束以及相关的任务依赖性。 与先入先出法以及循环赛调度法等已知的调度算法相 比，大大缩短了装配任务的总执行时间。给出了一些 实验结果，它们表明，该算法可以在时间与资源约束 下提高多机器人系统的性能。参 21 0601167 利用遥控系统与用户接口对仿人机器人进 行在线远程控制 [刊，英]/ Kaneko， S.-I.， Nasu， Y.， Yamano ， M.∥ WSEAS Transactions on Systems.— 2005， 4(5).— 561~568 提出了一个新的仿人机器人遥控系统，它采用因 特网 /LAN以及一个简便的用户接口。 所开发的系统为 基于 CORBA的服务器—客户端模式。 主要目标是远程 在线控制仿人机器人的手臂，使其跟随人类指导者的 同一手臂运动。在实验室中，开发了一个用户友好的 虚拟现实( VR)用户接口， 它由超声三维鼠标系统以及 安装在头部的显示系统( HMD)组成。利用 Bonten- Maru仿人机器人做了实验，结果表明该系统性能良 好。该仿人机器人无误地实时复制了操作者的期望手 臂运动。参 10 0601168 利用基于时间的样条法对移动机器人进行 轨迹跟踪控制 [刊，英]/ Miyata， J.， Murakami， T.， Ohnishi， K.∥ Electrical Engineering in Japan.— 2005， 151(4).— 65~71 移动机器人的移动速度不能过快。为此，提出了 一个采用时基样条法的预览控制器。在这个方法下， 规划一条充分的轨迹也是很重要的。这里提出了一个 轨迹规划法，其中的轨迹确定策略基于虚拟连杆。给 出了数值结果及实验结果， 以证实这个算法的合理性。 参 4 0601169 具有弹性关节的仿人机器人的柔顺控制： 理 论与实验 [刊，英]/ Zollo， L.， Siciliano， B.， De Luca， A.∥ Journal of Dynamic Systems， Measurement and Control， Transactions of the ASME.— 2005， 127(3). — 321~328 具有弹性关节的机器人操作器的运动控制研究的 目标主要是提高机器人的跟踪任务性能或调节任务性 能。而在机器人与环境交互时，控制策略的主要目标 是减少机器人关节弹性引起的振动现象。本文研究了 存在非预期交互的工作环境，提出了笛卡儿空间中的 柔顺控制法，以降低弹性的负作用。给出了该控制律 的两个理论公式，它们在重力补偿项上不同。针对这 两个公式，评估了闭环平衡条件，利用正李亚普诺夫 方法证明了其渐近稳定性。将这两个控制律应用于一 种特殊的弹性机器人操作器，即缆驱动式机器人，其 固有的机械柔性可以成功地应用于仿生机器人与辅助 机器人。最后，对这两个柔顺控制公式进行了理论分 析，以便检验这两个闭环系统的稳定性以及它们在交 互过程中控制机器人作用力的能力。参 21 0601170 利用具有几何投影性质的人工路标进行移 动机器人全局定位 [刊，英]/ Gonzalez Lorence， A.， Garduno Gaffare ， M.P. ， Segovia de los Rios ， J.A.∥WSEAS Transactions on Computers.— 2005， 4(2). — 77~82 提出了一个革新性的算法，它基于视觉系统计算 移动机器人的位置，其中视觉系统采用鲁棒的人工路 25 标，这种人工路标是通过严格分析投影几何学的各种 重要概念而设计出来的。只使用这些人工路标中的一 个，就可以搜集充分的信息，计算出移动机器人相对 于路标的位置，同时还可以计算出上述路标相对于通 用参考系量度地图的位置信息，从而可以实现移动机 器人在工作空间中的绝对定位。参 30 0601171 采用射击法的操作器机器人最优位置控制 策略 [刊，英]/ Estevez， J.， Garcia， R.S.∥WSEAS Transactions on Systems.— 2005， 4(7).— 1076~1082 机器人操作器在坐标空间中的最优位置控制需要 确定一个控制律，通过尽可能短时间内的一段特定轨 迹来限制末端执行器的运动。其主要应用领域是确定 机器人操作器位置的最优轨迹。本文提出了一个基于 庞特里亚金最大值原理的备选设计方法，建立了在特 定轨迹上采用射击法的必要条件。利用二自由度平面 机器人操作器对该方法进行了仿真。参 18 0601172 并联机器人的预测函数控制 [刊，英]/ Vi- vas， A.， Poignet， P.∥Control Engineering Practice.— 2005， 13(7).— 863~874 研究了基于模型的预测控制法在并联机构中的有 效应用。实现了一个基于简化模型的预测函数控制策 略。给出了 H4机器人的一些实验结果，该机器人采用 全并联结构，具有 3个平移自由度与 1个旋转自由度。 在复杂加工任务轨迹下，比较了预测函数控制、计算 转矩控制与 PID控制策略。说明了跟踪性能与抗干扰 性。参 26 0601173 移动机器人的嵌入式控制系统 [刊，英]/ Kotzian， J.， Machacek， Z.， Srovnal Jr.， V.∥WSEAS Transactions on Systems.— 2005， 4(12).— 2261~2268 提出了一个移动机器人嵌入式控制系统。这种移 动机器人用于国际开发学科——机器人足球赛。机器 人足球将工作与娱乐结合起来，但研究结果对于工业 实践也非常有用。比赛对机器人的硬件、固件及软件 设置了很多要求，还对开发人员之间的协作设定了要 求。新一代控制系统做了大量的改进，以提高性能及 安全功能。机器人控制系统由几个板组成，以确保各 部件之间的干扰较低且互换容易。参 12 0601174 刚性连杆机器人操作器的非线性消退水平 线控制 [刊， 英]/ Hedjar， R.， Boucher， P.∥International Journal of Advanced Robotic Systems.— 2005， 2(1).— 015~024 利用近似非线性消退水平线控制律来解决刚性连 杆操作器的轨迹跟踪控制问题。所推导的非线性预测 律采用预测跟踪误差及预测控制功的二次性能指数。 该控制律的关键特征是，它不需要完成在线优化，可 确保渐近跟踪平滑参考轨迹。通过测量连杆位置，该 控制器实现了位置跟踪目标。证明了输出跟踪误差稳 定收敛于原点。为增强这个闭环系统相对于负载不确 定因素及粘滞摩擦的鲁棒性，在环路中引入了一个积 分动作。我们利用一个非线性观测器来估算速度。二 连杆刚性机器人的仿真结果证实了该控制器的性能。 参 20 0601175 轮式移动机器人的递归逐步后退镇定 [刊， 英]/ Mnif， F. ， Yahmadi ， A.S.∥Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers. Part I: Journal of Systems and Control Engineering.— 2005， 219(6).— 419 ~429 这项研究的目标是开发动态控制法，提高现有的 移动机器人动态控制器的性能。利用了非完整约束型 小车机器人的系统动力学。在控制器设计中使用了用 来设计连续状态反馈控制器的逐步后退法。从李亚普 诺夫的意义上讲，可以使闭环系统的原点稳定。这种 控制设计法基于适当的李亚普诺夫函数备选方案。利 用小车型移动机器人通过仿真测试了该方法的有效 性。参 11 0601176 独轮车移动机器人的观测器—控制器组合 [刊， 英]/ Noijen， S.P.M.， Lambrechts， P.F.， Nijmeijer， H.∥International Journal of Control.— 2005， 78(2).— 81~87 研究了独轮车型移动机器人系统的输出反馈轨迹 跟踪问题。将机器人非线性误差动力学的状态反馈控 制器与观测器结合起来，后者基于有效的轨迹信息及 位置坐标测量结果推算方向误差。给出了该控制器的 稳定性分析、推导及实现，并在一台实验型移动机器 人上进行了测试。参 31 0601177 机器人操作器的多项式型PD类控制器 [刊， 英]/ Reyes ， F. ， Rosado ， A.∥Control Engineering Practice.— 2005， 13(4).— 441~450 提出了机器人操作器的位置控制问题。给出了一 种新的多项式型 PD类控制器， 对机器人操作器的全局 位置进行重力补偿。 将以往的线性 PD控制器的结果扩 展到这个多项式型。当比例增益为对角阵时，传统的 PD控制器也可归类到这个控制器大类中。 本文主要贡 献是根据李亚普诺夫直接法及 LaSalle不变性原理证 明了，由完全非线性机器人动力学及这种控制器组成 的闭环系统是全局渐近稳定的。除理论结果外，还利 用三自由度直接驱动式手臂与 PD、 PID等其它控制算 法进行了实时实验比较，以说明这种控制器的性能。 参 32 0601178 利用转向机器人完成逃避动作 [刊，英]/ Tseng， H.E.， Asgari， J.， Hrovat， D.∥Vehicle System Dynamics.— 2005， 43(3).— 199~216 为评估车辆稳定性而进行目标追逐时，总是希望 减小实验评估过程中的干扰与不一致因素，特别是驾 26 驶员的因素。本文开发了一种转向机器人，用来完成 逃避动作中的闭环转向任务。介绍了控制器结构，讨 论了实验结果，此外，还进行了仿真 /车辆模型验证及 理论控制分析。参 17 0601179 基于脑电图的移动机器人控制法 [刊，英]/ Tanaka， K.， Matsunaga， K.， Hori， S.∥Electrical Engi- neering in Japan.— 2005， 152(3).— 39~46 提出了基于脑电图的移动机器人控制法。控制的 目的是只使用脑电图对移动机器人进行方向控制。开 发了一个指导方向思考(向左或向右)的算法并将它应 用于移动机器人的方向控制。该算法基于采用连续小 波变换的时频域分析法。实验结果表明，只使用脑电 图可以对移动机器人进行方向控制。参 19 0601180 同类机器人群的空间模式逐步形成 [刊， 英] /Ikemoto， Y.， Hasegawa， Y.， Fukuda， T.∥Information Sciences.— 2005， 171(4).— 431~445 研究了同类机器人群的空间模式的逐渐形成问 题。提出了一个模式逐渐形成算法，它利用 Turing扩 散驱动不稳定理论来区分各机器人在群中的角色。通 过周期性地将机器人的角色区分为顶点或边，可以令 各机器人从圆形模式变为几个多边形模式。 结果表明， 该算法可以用于多台自主机器人。参 14 0601181 基于 CNN 芯片的机器人移动控制 [刊，英]/ Arena， P.， Fortuna， L.， Frasca， M.∥IEEE Transactions on Circuits and Systems I: Regular Papers.— 2005， 52 (9).— 1862~1871 将紧急计算范例应用于腿式机器人的移动控制， 移动步态是局部耦合的非线性振荡器网络进行自组织 产生的。这意味着采用的是中央模式发生器( CPG)的 生物学范例，它是利用细胞神经网络( CNN)实现的。 整个控制策略是混合式的，其中步态生成由完全模拟 式的 CNN 来完成，而一个简单的逻辑单元调节基于 CNN 的 CPG 的行为，因此该策略适于最终包含传感 器反馈。 给出了 VLSI 芯片的设计， 用来实现基于 CNN 的 CPG，还给出了该芯片的一些实验结果。该芯片是 利用开关电容技术设计的，能够简单、直接地得到所 讨论的混合式控制法的一些关键特征。实验结果证实 了该方法的适用性。参 21 0601182 基于知识的进化式多机器人系统 [会，英]/ Matsuda， K.， Ishihara， H.∥Proceedings of the 2005 IEEE International Conference on Mechatronics and Au- tomation.— 683~688 讨论了知识共享对于装备有先进通讯装置的多机 器人系统的影响。目前，宽带通讯方法被引入到机器 人世界。这使移动机器人可以完成高级通讯。这不仅 是指主动侧或管理者命令的应用，而且还指操作所获 得的知识的交换。这种知识共享系统将实现整个模块 组的知识水平进化，有助于智能水平的平衡。因此， 我们提出在制造领域采用知识共享式机器人系统，并 通过简化的仿真说明了其影响。利用这种知识共享系 统，认识了系统在生产线中在自主与协作行为方面的 有效性能，它最终可以降低成本，提高效率。参 8 0601183 考虑自定位情况下对基于声纳的移动机器 人进行速度控制 [会，英]/ Emaru， T.， Tanaka， K.， Tsuchiya， T.∥Proceedings of the 2005 IEEE Interna- tional Conference on Mechatronics and Automation.— 125~130 目前，超声 TOF(飞行时间)测距系统是室内移动 机器人系统中最常使用的感知系统，特别是这种低成 本系统易于获取，其尺寸较小、电路简单、易于与计 算机连接。然而，超声 TOF 测距系统易于忽略阈值以 下的无限小反射波。提出了一种新方法，通过集成反 射波来利用无限小反射波。我们利用一个装有扫描系 统的传导器实现了这一点，它可以获取机器人在环境 中的可运行区域，其中环境中的距离是不可精确测量 的。然而，这种感知系统极难求解更高级的任务，例 如导航问题或全局地图生成问题，因为它使用的只是 局部信息。除声纳与 PSD 外，本文还介绍了陀螺仪传 感器，可以完成自定位。将该方法应用于各种环境中 的自主移动机器人，考察了它的有效性，例如具有多 个障碍物的环境以及走廊末端。参 13 0601184 对等的多机器人协调算法： 基于 Petri 网的 分析与设计 [会，英]/ Sheng， W.H.， Yang， Q.Y.∥Pro- ceedings of the 2005 IEEE/ASME International Confe- rence on Advanced Intelligent Mechatronics(vol.2).— 1407~1412 开发了一个对等协调算法，使多机器人在探测未 知环境时具有鲁棒性。验证、分析与设计这个协调算 法需要使用形式建模法。提出了一个基于随机 Petri 网( SPN)的方法，用来分析和设计有效的对等协调算 法。 通过运行这个 Petri 网模型， 得到了一些优化参数， 可以提高多机器人组的效率。 Peri 网仿真与算法运行 结果证实了该算法的有效性。参 12 0601185 在因特网上对娱乐机器人进行肌肉型控制 [会， 英]/ Naruse， K.， Oya， M.∥Proceedings of the 2005 IEEE/ASME International Conference on Advanced In- telligent Mechatronics(vol.2).— 1419~1424 机器人技术正在向社会活动领域扩展，例如社团 工作、家用以及娱乐。将机器人技术与公共因特网结 合起来，可以开创一个新的应用领域。然而，因特网 从本质上不容许在机器人以及其它系统(包括人与计 算机)之间进行实时通讯。 这样， 就需要一个考虑通讯 协议与机器人控制法的方法。本文认为，将网络服务 技术与自主机器人运动发生法结合起来是一个适当的 27 方法。对于运动生成，引入了肌肉型控制法，该方法 易于应用于任意类型的机器人，能够产生一系列生物 型运动。我们将这个方法应用于仿真四足机器人的步 态生成，结果表明，它可以平滑地从一种运动转换到 另一种运动。此外，还通过因特网服务对这台仿真机 器人进行控制，以考察该控制法在实际网络环境中的 可行性。结果表明，即便存在网络服务过程与延迟通 讯的开销，该方法也可以平滑地控制机器人。参 22 0601186 机器人操作器柔顺运动控制中关节空间的 表示 [会， 英]/ Shen， Y.， Huper， K.∥Proceedings of the 2005 IEEE International Conference on Mechatronics and Automation.— 362~369 针对机器人操作器的运动 /力混合控制， 提出了一 个关节空间表示法。其思路源于： 1)将以往的工作扩 展到通用(受约束或冗余)机器人； 2)提高了对关节级 干扰的鲁棒性。推导了接触几何学与闭环动力学，提 出了一个关节空间混合控制法。最后，给出了一些实 验结果，以检验我们的理论在受约束( 4 自由度)机器 人 WAM 上的应用。参 26 0601187 基于 MATLAB 的多机器人室外导航控制体系 结构的实验验证 [会， 英]/ Doitsidis， L.， Nelson， A.L.， Valavanis ， K.P.∥Proceedings of the 2005 IEEE International Symposium on Intelligent Control and 13th Mediterranean Conference on Control and Automation (vol.2).— 1499~1505 设计、实现了一种基于 MATLAB 的自主机器人 控制框架并进行了实验验证，该框架得到了一个分布 式机器人体系结构的支持并集成在这个体系结构中， 即分布式 SFX。这个基于 MATLAB 的框架由多个传 感器模糊逻辑控制器组成，利用激光、 GPS 与测距数 据组成，融合了这些传感器数据及滤出噪声，以改进 无碰撞导航。利用单台移动机器人与多台移动机器人 做了大量的室外环境实验，来说明路由点与目标点导 航，以及具有静态和动态障碍物的未知环境中的光栅 扫描搜索模式。给出了一些结果与视频，来证实该方 法的合理性。参 39 0601188 利用开放系统实时体系结构在七自由度 PA-10 机器 人上进行力与运动一体化控制 [会，英]/ Lim， T.M.， Xia， Q.H.， Ang Jr.， M.H.∥Proceedings of the 2005 IEEE/ASME International Conference on Advanced Intelligent Mechatronics(vol.2).— 1523~1528 操作空间表示法提供了一个框架，可以根据机器 人系统与环境的交互对其进行分析与控制。利用改进 型的 PA-10 机器人，实现了力与运动的一体化控制， 对力与位置进行跟踪。实现了冲击控制算法，在末端 执行器与刚性环境接触时消除振荡。该控制算法利用 PC 机完成所需的复杂实时计算。 将其与 PA-10 控制器 的改进结合起来，可以以最小的通讯延迟实现较高的 采样率，这对于我们的应用很重要。开发了一个软件 体系结构，利用设备驱动程序的概念在实时子系统环 境中实现模块性。参 20 0601189 小车型机器人系统的实时控制器设计的案 例研究 [会，英]/ Song， I.， Karray， F.， Masmoudi， M.S.∥Proceedings of the 2005 IEEE International Sym- posium on Intelligent Control and 13th Mediterranean Conference on Control and Automation(vol.1).— 802~ 807 开发嵌入式系统时，常常在实时操作系统或中断 驱动环境中使用多任务设计法。多任务编程开发对于 开发人员具有许多优点。然而，各任务需仔细设计与 分析， 以确保所有的并行运动任务不会损失时间要求， 这也称作期限。在这项研究中，考察了不同类型的实 时调度方法，列出了它们的优点与缺点。为了更适用 于实时调度，采用了一个实时内核仿真器和小车型机 器人及模糊逻辑控制仿真器。基于这些仿真，说明了 实时调度、实时系统、嵌入式系统及模糊控制法的正 确使用。参 14 0601190 轮式移动机器人的导航与控制 [会，英]/ Chen， J.， Dixon， W.E.， Dawsont， D.M.∥Proceedings of the 2005 IEEE/ASME International Conference on Advanced Intelligent Mechatronics(vol.2).— 1145~1150 开发了一些方法，将导航功能引入到不同的控制 器中，由非完整系统(例如轮式移动机器人)在已知障 碍物的情况下执行任务。第一个方法采用基于期望轨 迹信息的三维(位置加方向)导航功能。这个导航功能 在移动机器人自由构形空间内产生一条从初始条件至 稳态平衡点的路径。然后，利用一个基于振荡器的可 微控制器使移动机器人跟随该路径， 并停在目标位置。 为二维(基于位置)导航功能开发了第二个方法，这个 导航功能是利用传感器反馈构筑的。基于这个导航功 能提出了一个可微控制器，它可以渐近收敛。参 26 0601191 高尔夫摆动机器人击球时的新运动控制法 [会， 英]/ Ming， A.， Henmi， M.， Xu， C.∥Proceedings of the 2005 IEEE/ASME International Conference on Advanced Intelligent Mechatronics(vol.2).— 1517~1522 开发了一种模仿人类运动的新型高尔夫球摆动机 器人。研究了该机器人击球时的运动控制。在这种情 况下，控制机器人在撞击后的运动非常重要，以免打 断球杆。本文提出了一个令机器人适应各种撞击条件 的方法。首先，利用一个扩展式卡尔曼滤波器来估算 机器人的运动状态，根据所估算的状态在线生成一条 新的参考轨迹。在机器人上成功实现了这个方法。参 17 0601192 一种实现移动机器人定位的全向视觉三角 28 测量型方法 [会，英]/ Calabrese， F.， Indiveri， G. ∥ Proceedings of the 2005 IEEE International Symposium on Intelligent Control and 13th Mediterranean Confe- rence on Control and Automation(vol.1).— 604~609 介绍了一个三角测量型的定位问题解法，与传统 三角测量法不同，它只需要分割、匹配两个路标，而 不是 3 个。但是，它除了要估算路标的方向外，还要 估算距路标的距离。对于极复杂环境而言，所减少的 分割与匹配操作(本质上鲁棒性较差)是其基本优势。 说明了如何在中度假设下，即部分结构化环境可以满 足的假设下，利用一个全方位视觉系统来估算距离。 彻底地分析了鲁棒性及精度性能，报告了实验结果。 参 10 0601193 利用白箱黑箱法为磁悬浮机器人系统设计 控制器 [会，英]/ Khamesee， M.B.， Craig， D.G.∥ Pro- ceedings of the 2005 IEEE International Conference on Mechatronics and Automation.— 1346~1350 表述磁悬浮运动的竖直位置控制算法是个难题。 辨识动力学模型时存在的一个主要问题是开环控制不 稳定，因此难以正确地估算系统动力学。解决此问题 一个方法是先基于具有一块电磁铁的磁悬浮情况建立 简化的白箱模型。然后，设计一个简单的控制器，并 取得实验测量值。接着，对实验数据采用黑箱方法来 估算闭环传输函数，利用它就可以抽取出系统的实际 动力学模型。然后，利用第二个模型来推导更好的控 制系统，或用作状态空间模型的一个元件，应用于广 义的三维运动。参 10 0601194 视觉辅助下的机器人远程训练 [会，英]/ Sang， T.， Croft， E.， Sameti， M.∥ Proceedings of the 2005 IEEE International Conference on Mechatronics and Automation.— 1288~1293 针对人引导的机器人任务学习，提出了一个自标 定的视觉系统。该系统可以帮助机器人操作员快速、 安全、准确地训练工业机器人。该系统可以用于各种 工业环境，不必事先确定工作空间的模型。系统进行 自标定，来计算传感器的位置与方向。接着，用户利 用六自由度训练装置来演示机器人手臂需要跟随的工 具路径。最后，该系统优化传感器的位置，在这些位 置，传感器能够为操作员提供充分的图像进行观察， 并根据需要进一步对机器人进行远程训练。参 20 0601195 基于激光的多台移动机器人同时相互定位 [会，英]/ Ryde， J.， Hu， H.S.∥ Proceedings of the 2005 IEEE International Conference on Mechatronics and Au- tomation.— 404~409 利用同步相互定位法扩展了协调定位的前提。通 过同步相互观测，机器人组能够精确地、鲁棒地确定 它们的相对姿态。这个新的定位法与特定的圆形目标 拟合法结合起来，可以良好地确定姿态，平均位置误 差与方向误差分别为 0.01m 与 1.4°。实验结果表明， 该方法所生成的地图的几何误差大约为 2%。参 11 0601196 具有有界曲率及速度的模块式移动机器人 的协作分布式鲁棒控制 [会，英]/ Zhu， X.R.， Kim， Y. S . ， Minor， M.A.∥ Proceedings of the 2005 IEEE/ ASME International Conference on Advanced Intelligent Mechatronics(vol.2).— 1151~1157 研究了柔顺框架轮式模块移动机器人( CFMMR) 的新型运动控制系统。这种轮式移动机器人将柔顺框 架模块与刚性轴结合起来，它可以实现全悬挂并增强 操纵能力，且不必增加硬件。该控制系统将基于有界 曲率的运动控制器与非线性阻尼动态控制器结合起 来。特别是，检验了多种形式的控制器交互作用。利 用双轴侦察 CFMMR 构形评估了不同的控制结果。实 验结果证实了姿态调节运动控制的有效性。参 16 0601197 足球移动机器人的零空间行为控制 [会， 英] Antonelli， G.， Arrichiello， F.， Chiaverini， S.∥ Procee- dings of the 2005 IEEE/ASME International Conference on Advanced Intelligent Mechatronics(vol.2).— 1257~ 1262 提出了一个基于行为的方法，用来控制踢足球的 移动机器人。该方法称为基于零空间的( NSB)行为控 制法，它在行为协调方面不同于现有的方法，也就是 说， 单个基本行为的输出被组合起来产生复杂的行为。 利用一台差动驱动型移动机器人将球踢进门进行实验 案例研究，说明了所开发的方法。参 21 0601198 多台移动机器人在协作运送物体时的可变 形围捕队形控制 [会，英]/ Wang， Z.D.， Hirata， Y.， Kosuge， K.∥ Proceedings of the 2005 IEEE/ASME In- ternational Conference on Advanced Intelligent Mecha- tronics(vol.2).— 1158~1163 提出了利用对象闭合概念由多台机器人运送物体 的问题。与形式闭合或力闭合不同，对象闭合是指对 象被限定的状况，因此对象从指定位置到超过指定阈 值距离的任意位置没有可行路径。一旦实现了对象闭 合，各机器人就可以协作地拉物体到期望目的地或将 物体流动至期望目的地。提出了对象闭合裕度，用来 决定捕获队形，还提出了一个离散控制算法，通过控 制捕获队形下的机器人密度来搬运大物体。参 23 0601199 利用伪 LPV 表示法与博弈论对轮式移动机 器人进行非线性 H ∞ 控制 [会，英]/ Dos Reis， G.A .， Siqueira， A.A.G.， Terra， M.H.∥ Proceedings of the 2005 IEEE International Symposium on Intelligent Control and 13th Mediterranean Conference on Control and Au- tomation(vol.1).— 686~691 以状态空间的形式描述了轮式移动机器人 29 (WMR)的非线性动力学方程，其中的各参数是状态 (轮部的角速度)的组成部分。这种表示法称作准线性 参数变化法( Quasi-LPV)，可以用于基于非线性 H∞ 法 的控制设计方案。 利用两个非线性 H∞ 控制器确保输入 (干扰)与输出信号之间的诱导 L2范数，它由衰减级 γ 来限定， 用来控制 WMR。 利用线性矩阵不等式( LMI) 与代数 Riccati 方程求解了这些控制器。 给出了一些仿 真结果，对这两个鲁棒控制策略及标准的计算转矩加 比例微分控制器进行了比较研究。参 15 0601200 只使用位置测量对柔性关节操作器进行鲁 棒的轨迹跟踪控制 [刊，日]/大屋胜敬，和田慎，小林 敏弘∥计测自动制御学会论文集 .— 2005， 41(1).— 37~45 利用状态观测器为柔性关节操作器开发了一个新 的鲁棒的轨迹跟踪控制法。引入了一个使用积分器的 预补偿器，来确定连杆角与恒定的期望轨迹之间的跟 踪误差的渐近稳定性。然后，为便于开发控制器，实 现良好的鲁棒跟踪性能，介绍了采用这种预补偿器的 柔性关节机器人动力学的新表示法。基于这种新表示 法开发了控制器， 它具有如下特征： (1)与基于回归器 的自适应控制器相比， 该控制器的构形极为简单； (2) 通过设定设计参数，可以使跟踪误差的欧几里得范数 以任意的收敛速度达到任意小的闭区域。特别是，对 于收敛于恒定终值的期望轨迹而言，跟踪误差收敛于 零。图 5 参 23 0601201 输入固定情况下利用鲁棒的 L ∞ 性能量度对 模型参考 ILQ 伺服系统进行分析与合成 [刊，英]/ Ku- nimatsu， S.， Fujii， T.∥计测自动制御学会论文集 .— 2005， 41(1).— 46~52 分析了输出轨迹具有鲁棒性的鲁棒伺服系统，并 将其合成在模型参考 ILQ(MR-ILQ)伺服系统的设计 中，该系统可以实现跟踪鲁棒性。我们的目标是设计 一种具有跟踪鲁棒性的鲁棒伺服系统，当系统动力学 摄动时， 其输出轨迹保持在标准轨迹的邻域内。 为此， 我们首先针对固定输入情况提出了一个鲁棒 L∞ 性能 量度，以便评估误差输出响应最大振幅的最坏值。分 析了一些相关的凸优化问题，这些问题由线性矩阵不 等式( LMI)描述，然后提出了一个专门针对 MR-ILQ 系统计算这个量度的方法。基于此分析，阐述了一个 使该量度最小化的合成问题，推导了一个基于 LMI 的迭代算法来求解这个合成问题。最后，给出了一个 数值实例，来证明我们的结果的有效性。图 5 参 13 0601202 使小车跟踪任意曲线路径的路径控制法 [刊，日]/江上正，望月光一郞，中崎哲∥计测自动 制御学会论文集 .— 2005， 41(1).— 85~87 提出了一个新的小车路径控制法，它采取时间状 态控制形式，使用了旋转与扩展坐标变换法。利用该 方法， 对任意的期望曲线路径实现了理想的路径控制。 图 4 参 6 0601203 利用腿部加速度信号进行力控制使四足机 器人实现适应滑动的行走 [刊， 日]/竹村裕， 出口将人， 上田淳∥日本日本ロボット学会誌 .— 2005， 23(1).— 124~130 提出了一个新的“适应滑动”的策略，使机器人 在光滑的表面上行走。该策略利用安装在各腿上的加 速度计测量加速度信号，基于它来估算表面的梯度。 滑动腿采用短时力控制法来补偿滑动，其中考虑了摩 擦锥。这种输入由支撑腿的位置 /力混合控制法组成， 即对踢动作进行位置控制，对滑动补偿动作进行力控 制。通过仿真与实验证实了该方法的正确性。图 17 表 3 参 10 0601204 通过软件仿真对移动机器人遥操作中手动 操作与自主运动的组合控制法的研究 [刊， 日]/松丸隆 文，萩原洁，伊藤友孝∥计测自动制御学会论文集 . — 2005， 41(2).— 157~166 检验了手动操作与自主运动的组合控制法，以便 提高移动机器人遥操作的机动能力与安全性。自主运 动用来支持手动操作，并对移动机器人上简单的测距 传感器的信息进行处理，我们利用计算机仿真对其进 行研究。提出了 3 种自主运动，分别是转动、跟随与 减速，检验了在系统上实现这些运动的方法。在转动 运动下，当机器人过于接近某障碍物时，机器人自主 转弯。在跟随运动下，机器人做平移运动，保持运动 方向，沿障碍物的形状运动。在减速模式下，机器人 根据距障碍物的距离以及机器人的当前平移速度来限 制自身的平移速度。说明了各种自主运动的特征。在 转动运动或跟随运动下，切换时间与里程变短，利用 减速运动几乎可以避免机器人与障碍物之间的接触。 距某障碍物的距离是根据移动机器人的平移速度采用 某自主运动进行调整的，减少了自主运动违反操作者 意图的情况，因此提高了机动能力。当转动与跟随运 动与减速运动结合起来时，即使切换时间延长，机器 人与某些障碍物的相近差错量也会降低，因此提高了 安全性。图 14 表 5 参 38 0601205 用于二连杆柔性臂的 PDS 控制器的局部渐 近稳定性 [刊，日]/远藤孝浩，松野文俊∥计测自动 制御学会论文集 .— 2005， 41(3).— 226~233 针对二连杆柔性臂，讨论了闭环系统的控制器设 计与稳定性。该柔性臂被建模成无限维的分布式参数 系统。一般说来，这种分布式参数系统的控制器是基 于有限维近似模型进行设计的。因此，我们考虑了外 溢不稳定性，这是有限维近似的缺陷。本文在基于原 分布式参数模型进行控制器设计时， 避免了这个缺陷。 首先，利用李亚普诺夫方法推导一个 PDS 反馈控制 30 器，使闭环系统是李亚普诺夫稳定的。该 PDS 控制器 不同于传统的 PDS 控制器，传统 PDS 控制器只是在 手臂期望构形附近工作良好， 而所提出的 PDS 控制器 可以保证全局稳定性。接着，证明了该 PDS 控制器可 以确保闭环系统在手臂期望构形附近的渐近稳定性。 这是利用 LaSalle 不变性原理进行证明的，并将其扩 展到无限维系统。最后，为说明该控制器的有效性， 做了一些实验。图 3 参 20 0601206 利用两个路标的方向测量结果及推测导航 法进行实时自定位的方法 [刊，日]/本村晓，松冈毅， 长谷川勉∥日本日本ロボット学会誌 .— 2005， 23(3). — 311~320 针对自主移动机器人处于多个动态运动障碍物之 间的情况，提出了一个新的实时自定位法。该方法利 用了两个路标的方向及推测导航法。传统方法至少需 要观测到 3 个路标才能唯一地确定机器人的姿态。然 而，在路标容易被遮断的环境中，机器人常常不能同 时观测到 3 个不同的路标。当机器人检测到两个路标 并测量出它们的方向角时，它被限定在一个圆上，因 此我们可以得到机器人姿态的一组坐标。接着，机器 人移动一段时间，然后观测路标。利用推测导航法取 得位移值，并添加到姿态备选方案中。利用路标方向 角的差异评估备选方案的定位误差，对测得的路标方 向与计算出的方向进行比较。重复机器人的运动及路 标的测量，更新对备选方案的评估。最后，将累积误 差最小的方案唯一地确定为正确的姿态。由于多个定 位过程并行地进行， 因此可以实现鲁棒、 精确的定位。 将该方法应用于机器人世界杯中型组联赛中的足球机 器人，实验结果表明该方法是可靠的。图 24 表 3 参 15 0601207 在滑动初期基于接触面的偏心度对弹性体 进行抓握力控制 [刊，日]/池田笃俊，栗田雄一，上田 淳∥日本日本ロボット学会誌 .— 2005， 23(3).— 337 ~343 通过分析 Hertz 接触模型对弹性体与刚性板之间 的滑动裕度进行了估算。提出了一个使用滑动裕度的 抓握力控制法。弹性体在受压时会在刚性板上稍微滑 动，我们将这种在接触面上发生的部分滑动称作“初 始滑动” 。 根据弹性体的变形摩擦学、 切向力及接触表 面半径可以估算滑动裕度。我们利用摄像机来测量弹 性体的变形与位移。此外，利用力传感器可以测量负 载力。开发了一个由摄像机及力传感器组成的测量装 置。定义了“偏心度” ，用来估算弹性体在接触区域变 换下的位移。基于所估算的滑动裕度就可以控制抓握 力，不必了解摩擦系数。给出了接触稳定性证明。通 过实验证实了该方法的有效性。图 11 参 12 0601208 包含打结/解结操作的线性物体操纵 [刊， 日]/若松荣史，妻屋彰，荒井荣司∥日本日本ロボッ ト学会誌 .— 2005， 23(3).— 344~351 提出了一个规划方法，用来在三维空间中操纵线 性物体，其中包含打结 /解结操作。首先，将线性物体 的拓扑状态表示成交叉点序列，其中包含各交叉点处 的交叉类型。其次，定义了交叉状态之间的切换。它 们对应于改变交叉点数量或改变交叉点序列的操作。 然后，我们生成可能的交叉状态切换序列，也就是从 初始状态到指定目标状态的可能操作过程。接着，提 出了一个动作确定方法，即抓握点及其运动方向的确 定法，用来实现所推导的操作过程。而且，介绍了操 作过程的评价标准，以便减少操作规划备选方案的数 量。基于上述方法开发的系统能够生成并执行操作规 划，来解开平结。图 14 参 9 0601209 基于天花板上定义的 ZMP 对步行机器人进 行控制 [刊，日]/金子慎一郎，水户部和久，山野光裕 ∥日本日本ロボット学会誌 .— 2005， 23(3).— 370~ 375 提出了一个在多支撑阶段控制足式机器人的新方 法，其中除了机器人的足由地面支撑外，其手可能与 墙壁接触。提出了一个定义零力矩点( ZMP)的备选方 法，以便推导更简单的控制法。通过选择机器人上空 的虚拟水平面，可以在这个表面上定义 ZMP。仿照线 悬挂块的运动，可以表示虚拟表面、反作用力及身体 运动之间的关系。通过操纵 ZMP 的位置，并调节所 定义的虚拟天花板上的吊钩的位置，可以控制质量块 的运动。利用棱形关节双足机器人的实际硬件检验了 这个控制算法。实验结果表明该控制法的性能很好。 图 11 参 9 0601210 基于连续延迟反馈控制法的足式机器人准 被动行走的镇定控制 [刊， 日]/杉本靖博， 大须贺公一， 杉江俊治∥日本日本ロボット学会誌 .— 2005， 23(4). — 435~442 最近，被动动态行走( PDW)吸引了双足步行机器 人研究者的关注。本文提出了一种新的准 PDW 控制 法。准 PDW 是指机器人通常不需要任何输入力矩就 可以实现 PDW， 机器人只在步行开始及出现干扰时使 用驱动器。该控制法的第一个特点是，步行机器人的 第 k-1 条轨迹是第 k 步的参考轨迹。第二个特点是采 用了一个增益调节型 PD 控制法，其增益根据摆动腿 的接触相状态进行调节。预计机器人可以继续行走， 而机器人的步态将从主动行走转为 PDW。 通过实际行 走机器人 Quartet-III 的若干仿真与实验证明了该控制 法的有效性。图 10 参 17 0601211 基于自主移动机器人群的几何特征实现编 队运动 [刊， 日]/仓林大辅， 长川研太∥日本日本ロボ ット学会誌 .— 2005， 23(3).— 376~382 31 提出了一个根据环境几何特征使多台自主移动机 器人实现编队迁移的算法。 为了保持队形并避免碰撞， 我们采用 Delaunay 图。该算法根据 Delaunay 图中出 现的几何特征，确定多台机器人中的适当邻居。增加 了一个算法，来防止发生死锁情况，该算法可以确保 所有的跟随机器人都跟踪领航机器人运动， 不会迷路。 做了一些仿真与实验，来检验这个算法。图 13 参 15 0601212 利用与成人大小相仿的仿人机器人实现动 态滚升运动 [刊，日]/国吉康夫，大村吉幸，寺田耕志 ∥日本日本ロボット学会誌 .— 2005， 23(6).— 706~ 717 对于未来的机器人而言，要想在非结构化环境中 支持人完成任务，灵巧的动态动作非常重要。目前， 仿人机器人的标准控制策略的基础是渐近收敛于连续 的期望状态，利用它们很难实现这种技巧。一个替代 方法是利用身体与环境之间的自然交互动力学，采用 最小控制法通过多个动力学进行导航，以便鲁棒地到 达目标状态。作为这种策略的第一个实例，提出并考 察了“滚升”运动。这是一种全动态的全身运动，其 中包括状态轨迹不可解的欠驱动运动，与地面的复杂 接触所产生的不可预测的摄动。首先，利用运动捕获 实验分析了人的策略。 提出了一个非一致的控制策略， 其重点是全局相空间中的稀疏临界点，它可以在其它 地方实现偏差与折中。然后，利用简化的模型及仿真 分析了滚升运动的动力学，证实了上述结论。最后， 利用实际的成人大小的仿人机器人成功地做了实验。 机器人在 2 秒内从平躺姿势上升到蹲伏姿势。分析了 所收集的数据，它们表明，总体轨迹差异等一致量度 对成功与否并没有影响，而能量输入定时等局部化量 度却有影响。 13 表 3 参 27 0601213 利用控制系统与机械系统之间的相互影响 对模块式机器人进行实时形态控制 [刊，日]/清水正 宏，高桥正康，川胜年洋∥日本日本ロボット学会誌 . — 2005， 23(6).— 718~724 讨论了一个完全离散化的算法，它可以根据所遇 到的环境对由许多相同模块构成的模块式机器人进行 形态控制。该方法的一个重要特征是利用了控制系统 与机械系统之间相互影响所产生的 “紧急现象” ， 可以 对形态进行实时控制。为此，特别研究了“功能材料” 以及非线性振荡器之间的 “相互夹带” ， 前者用作各模 块之间的连接机构，后者是产生移动的控制系统的核 心。初步仿真结果表明，该算法可以产生“原生质流 动” ， 这样便可以根据情况在不丧失整个系统的一致性 的条件下对模块式机器人的形态进行实时控制。图 6 参 10 0601214 伸缩腿式机器人的参数激励式动态步行控 制 [刊，日]/浅野文彥，罗志伟∥日本日本ロボット 学会誌 .— 2005， 23(7).— 910~918 对被动动态步行机构的研究表明，动态步态生成 的普通必要条件源自对机械能恢复的需求。到目前为 止，我们只考虑了机器人的旋转关节，本文研究了一 种新的动态步态生成法，它利用伸缩腿进行驱动，基 于参数激励现象进行机械能恢复。首先，介绍了一个 简单的双足步行模型和一个伸缩腿运动控制律，利用 数值仿真分析了控制参数与物理参数变化情况下的典 型步行模型。然后，引入了一些标准，分析了存在弹 性元件情况下的能量效率，并指出，适当地调节机械 阻抗可以大大提高能量效率。而且，考察了该机构的 一些扩展及其控制应用。图 13 参 16 0601215 基于免疫系统的足球机器人控制系统设计 [刊，日]/伊藤顺吾，新井香奈子，樱间一德∥日本日 本ロボット学会誌 .— 2005， 23(5).— 637~640 提出了一个基于免疫系统的足球机器人控制系统 设计方案。免疫系统是一种模仿人类免疫系统的工程 化模型，其优点如下：通过学习实现自优化，自身易 于实现动态重构。因此，免疫系统能够有效地应用于 动态环境中的机器人控制。将该系统应用于避障问题 后，将它扩展到 3 对 2 机器人足球比赛中。仿真结果 表明，免疫系统可以用于机器人控制。图 7 参 8 0601216 利用快速水平集合法对多个运动体进行三 维跟踪 [刊，日]/岩下友美，仓爪亮，辻德生∥日本日 本ロボット学会誌 .— 2005， 23(7).— 813~820 水平集合法可以实现拓扑自由式主动轮廓建模， 吸引了极大的关注。该方法对所要跟踪的轮廓进行隐 式表述，能够处理轮廓固有的拓扑变化。其应用领域 很多，包括运动跟踪与三维几何建模。然而，与“蛇” 等传统的主动轮廓模型相比，隐式函数重新初始化与 更新的计算成本都相当大。为解决这个问题，提出了 一个有效的 LSM 算法， 称作快速水平集合法( FLSM)。 提出了采用 FLSM 的多目标三维即时运动跟踪系统， 给出了一系列实验结果，以检验该系统在遮断情况下 的有效性。该系统的特征如下：( 1)拓扑自由；( 2)对 自遮断及相互遮断具有鲁棒性；( 3)易于利用 ICP 算 法标定几个立体摄像机。本文针对目标遮断情况提出 了一个采用 FLSM 的鲁棒的三维运动跟踪系统，并给 出了跟踪多个目标的一些实验结果。图 11 表 1 参 26 0601217 基于机械能恢复法的动态步态生成与控制 [刊，日]/浅野文彥，罗志伟，山北昌毅∥日本日本ロ ボット学会誌 .— 2005， 23(7).— 821~830 从数学的角度看，足式机器人的动态步态生成问 题可以看作是相空间中极限周期的生成问题。动态步 行的一个基本必要条件是恢复机械能，由于在切换瞬 时摆动腿与地面之间存在冲击，因此会产生机械能的 耗散。这样，能量有效的动态步态生成问题就产生了 32 如下问题：如何在摆动阶段有效地恢复机械能。本文 首先统一了到目前为止提出的步态生成方法，引入了 一个虚拟重力概念及两个解公式。将能量跟踪控制与 虚拟被动动态行走作为两个典型方法，通过数值仿真 从能量效率及鲁棒稳定性角度分析了控制性能。基于 某些标准评估了所得到的结果，从理论上澄清了最大 效率的条件。本文旨在给出能量效率高的动态步行的 数学原理。图 14 参 17 0601218 多移动机器人的吊臂摆荡控制器： 基于能量 的反摆控制 [刊，日]/梶间日出辉，长谷川泰久，福田 敏男∥日本日本ロボット学会誌 .— 2005， 23(8).— 903~1001 提出了一种基于能量的控制方法，以提高连续吊 臂摆荡的稳定性。目标连续吊臂摆荡基本上由两种动 作组成：反摆动作与移动动作。我们的策略是控制反 摆动作，使机器人积蓄足够的能量，根据杆的间隔来 抓住目标杆， 并根据对称的摆动运动来设计移动动作， 以保持能量。本文报告了各种均匀分布的阶梯上的连 续吊臂摆荡运动。 以 Gorilla Robot III 作为多移动机器 人，实现了所开发的控制器。实验结果说明了该控制 策略的有效性。图 17 表 6 参 24 0601219 串联连杆机器人的跳跃模式生成 [刊，日]/ 东森充，原田学，石井抱∥日本日本ロボット学会誌 . — 2005， 23(8).— 1002~1010 讨论了串联连杆机器人的跳跃模式生成，使它能 够在转矩限制下跳得尽可能高。我们采用遗传算法来 确定转矩分配，根据机器人的质量及转矩限制来获得 各种跳跃模式。随着转矩限制的增大，为跳高生成了 双腿跳跃、单腿跳跃及弹簧跳跃模式。在关节角限制 下， 得到了一个有意义的解， 其中连杆的一端先抬起， 另一端猛地踢地。图 21 参 14 0601220 一连杆柔性操作器的力控制问题及指数稳 定性 [刊， 日]/远藤孝浩， 松野文俊∥计测自动制御学 会论文集 .— 2005， 41(5).— 452~458 讨论了基于分布式参数模型的受约束一连杆柔性 操作器的力控制问题。柔性操作器与物体接触。为求 解力控制问题，提出了一个简单的反馈控制律。这个 控制律由柔性操作器根部的变异力矩及其导数组成， 在不了解旋转角与接触力信息的情况下同时调节电机 的接触力与旋转角。利用能量乘数法证明了这个闭环 系统的指数稳定性。由于该控制律是基于分布式参数 模型推导的，因此可以避免有限维近似带来的缺陷。 图 1 参 16 0601221 考虑电机与减速齿轮情况下的机器人操作 器控制 [刊， 日]/小坂裕纪， 岛田明∥计测自动制御学 会论文集 .— 2005， 41(5).— 466~472 提出了一个机器人操作器运动控制技术。该技术 的优点是基于精确的动力学模型实现高性能的振动抑 制。这种机器人控制技术可以由一个考虑了电机动力 学的函数表征，其中包括电机质量以及谐波驱动齿轮 等机械减速齿轮的低刚性。该控制器可以作为采样数 据最优伺服控制系统，其数字干扰观测器表示成状态 空间形式。最后，利用伺服加速传感器，给出了在实 际的二自由度机器人操作器上得到的实验结果。 图 13 表 1 参 17 0601222 在自由度约束下利用二指机器人手对物体 进行滚动接触形式的操作时抓握/操作点与接触点的 同时控制 [刊，日]/中岛明，长濑贤二，早川义一∥计 测自动制御学会论文集 .— 2005， 41(6).— 481~490 研究了利用二指机器人手通过纯滚动接触对物体 的抓握 /操纵点及接触点同时进行控制的问题。 研究了 各手指的自由度数受限的情况。首先，推导了滚动速 度与手指及物体运动之间的关系，它确定了系统自由 度的数量。接着，给出了接触力及手指与物体运动的 显式表达式，它可以直接用于同步控制。令滚动速度 跟随具有滚动不完整性的适当轨迹，可以实现接触点 控制。数值实例证明了该方法的有效性。图 6 参 13 0601223 三叉转向步行机的控制 [刊，日]/山口博明 ∥计测自动制御学会论文集 .— 2005， 41(6).— 499~ 508 介绍了一种新的轮式移动机构，我们称其为“三 叉转向步行机” 。 这种轮式移动机构是一种非完整机械 系统，它由等边三角形基座、 3 个旋转关节、 3 个连杆 和 4 个转向系统构成。等边三角形基座在质心处具有 一个转向系统。基座的各顶点具有一个旋转关节，将 基座与连杆连接起来，连杆在其中点具有一个转向机 构。这种轮式移动机构利用 4 个转向系统将 3 个关节 的转动转化为其自身的运动。这意味着，轮式移动机 构做波动运动，将其内部形状的变化转化为净位移。 特别是， 我们假定第一连杆的端部具有一个虚拟关节。 虚拟关节将第一连杆与一个虚拟连杆连接起来，虚拟 连杆在中点具有一个虚轴，端部具有一个虚拟转向系 统。文中证明，假定这些虚拟机械元件后，可以在数 学框架微分几何学内将三叉转向步行机的运动学方程 转化为五链、单发生器链式形式。基于链式形式，推 导了一个路径跟随反馈控制法，使三叉转向步行机跟 随一条直线。利用计算机仿真验证了三叉转向步行机 的机械设计的有效性、运动学方程向链式形式的转化 以及跟踪反馈控制法。图 6 表 1 参 15 机器人仿真系统 0601224 基于 I-DEAS 的 Diamond 并联机器人虚拟样 机及运动仿真 [刊，中]/田冠男，黄田，李占贤∥机械 设计 .— 2005， 22(7).— 13~15 33 对一种命名为 Diamond 的二自由度高速、轻型新 型并联机器人进行运动学分析，以此为基础，在基于 I-DEAS 的软件平台上进行虚拟样机建造并对其进行 可视化运动学仿真，这一工作对缩短机械手的设计周 期提高设计效率有着重要意义，并为其它形式的并联 机构设计提供参考依据。 0601225 全方位移动机械手路径规划仿真平台的设 计 [刊，中]/李新春，赵冬斌，易建强∥计算机工程与 应用 .— 2005， 41(31).— 86~89 以实验室中的全方位移动机械手为背景，建立了 该移动机械手的运动学模型，然后利用 Visual C++调 用 OpenGL 建立了移动机械手的三维模型及路径规划 的仿真平台，给出了实现算法，为移动机械手路径规 划算法的研究提供了更为生动形象的仿真平台。 0601226 新型欠秩并联机器人机构 3RRC 仿真 [刊， 中]/廖明，刘安心，张金林∥计算机工程与应用 .— 2005， 41(28).— 61~64 分析了并联机器人机构 3RRC 的输入输出特性， 给出了位置分析和连杆运动干涉分析。以 DirectX 为 仿真引擎， VC6 为软件平台，采用面向对象方法封装 了机构正反解算法，编写了仿真软件，实现了该机器 人机构运动学动态仿真，为类似机构结构设计和特性 研究提供了有益参考。 0601227 多模态非语言接口评论及其在移动机器人 控制中的应用 [会，英]/ Takahashi， K.， Kashiyama， T.∥Proceedings of the 2005 IEEE International Confe- rence on Mechatronics and Automation.— 999~1004 提出了一个多模态非语言接口系统， 它采用 EOG 与 EMG 等生物势信号，还使用了图像处理法。考察 了利用该方法控制移动机器人的可行性。为了评估这 种多模态非语言接口系统的可行性与特征，对该机器 人做了遥控实验。比较了该实验结果及传统键盘接口 的实验结果，证实了该接口系统的有效性。参 11 0601228 仿人机器人高速动力学仿真器的开发 [刊， 日]/黄润权，近野敦，小笠原克久∥日本日本ロボッ ト学会誌 .— 2005， 23(1).— 113~123 开发了一种仿人机器人高速动力学仿真器。该仿 真器利用 n 阶表示法来求解多体系统的正逆动力学。 这种表示法可以处理树形结构以及与环境的多接触情 况。 为了对身体与环境之间的摩擦碰撞情况进行仿真， 提出了一个虚拟弹簧—阻尼器接触模型。该模型可以 精确地计算反作用力与滑动。对爬陡峭台阶的情况进 行了仿真，以证明这种仿真方法的正确性。给出并讨 论了仿真结果。图 21 表 3 参 33 0601229 考虑摄像机特征情况下开发多台自主移动 机器人的环境与测量仿真器 [刊， 日]/梅田和升， 浅沼 和范，菊地敏文∥日本日本ロボット学会誌 .— 2005， 23(7).— 878~885 针对多台自主移动机器人，开发了一个考虑摄像 机特征的环境与测量仿真器。 我们选择 RoboCup 四足 机器人联赛作为具体的目标。 仿真器中引入了服务器 / 客户端系统，实现了各机器人信息的分离，引入了各 机器人的差异及过程的分布。我们利用 OpenGL 产生 虚拟图像。为了使仿真器反映实际环境，应考虑感知 噪声。该仿真器考虑了模糊、元件噪声、虚光、镜头 扭曲及 CMOS 图像传感器的各线延迟曝光等因素的 影响。通过实验说明了实际摄像机图像与仿真摄像机 图像之间的相似性。结果，利用这个仿真器可以检验 多台自主移动机器人上的程序，因此该仿真器是有效 开发算法的一个有用工具。图 12 表 2 参 23 通讯与网络 0601230 引导人时的多机器人通讯体系结构 [刊， 英] /Martinez-Garcia， E.A.， Yoshida， T.， Ohya， A.∥Pro- ceedings of the Institution of Mechanical Engineers， Part B: Journal of Engineering Manufacture.— 2005， 219(1). — 183~190 介绍了一个多机器人通讯系统，作为在室内对人 进行引导的一种方法。多机器人之间的通讯对于在队 形中的定位以及共享分布的传感器信息而言是一个关 键问题。这两个问题可以作为一个协作框架来解决， 其中的通讯系统是关键问题，详细介绍了它的体系结 构设计及实现。参 12 0601231 评估人—机器人接口的情况认识评估工具 的实现 [刊， 英]/ Scholtz， J.C.， Antonishek， B.， Young， J.D.∥IEEE Transactions on Systems， Man， and Cyber- netics Part A: Systems and Humans.— 2005， 35(4).— 450~459 概述了一个利用自主公路车的监督式接口评估情 况认识度( SA)的方法。 我们的目标是利用这些评估方 法来比较接口设计方案，以确定各方案是否便于用户 获取 SA。 我们采用 Endsely 情况认识度全局评估技术 (SAGAT)，开发了一些情景及评估问题，它们适用于 自主公路行驶车的监督者。为了细化这个 SA 评估实 现法，做了两个实验，给出了实验结果。在第 3 个实 验中，将细化后的实现法应用于我们开发的图形用户 接口，以检测这个 SAGAT 实现法的敏感性。讨论了 这个实验的结果，以及将 SAGAT 法应用于自主车监 督式用户接口的意义。参 17 0601232 利用眼部跟踪系统开发遥控式机器人的人 接口 [会，英]/ Shirakura， N.， Morita， M.， Takeno， J. ∥ Proceedings of the 2005 IEEE International Conference on Mechatronics and Automation.— 351~356 正在开发和研究机器人 /人接口， 这种接口是平滑 34 地操作遥控型机器人所需的。当人从远处控制机器人 时，必须感知机器人周围的环境。通过操作者的感官 来搜集这种信息是实现机器人远程平滑控制的关键因 素。本文介绍了一个方法，它可以使操作者感觉机器 人周围的三维空间环境，就像普通人利用眼跟踪系统 进行观察一样，也就是说，该方法利用三维图像从机 器人获取视觉信息。该方法基于操作者视线检测与跟 踪技术，然后根据操作者的视线改变机器人的视线。 利用该方法实现了人 /机器人接口， 能够在观察三维图 像时减轻眼部疲劳，并可以简化操作者控制机器人的 过程。参 7 0601233 仿人服务机器人系统的用户接口的开发 [刊，日]/星野洋，西山高史，泽田一哉∥日本日本 ロボット学会誌 .— 2005， 23(1).— 63~74 参与了 METI 的仿人机器人计划( HRP)，旨在拓 展仿人机器人的应用领域。仿人机器人可以用来对人 服务，例如老人护理、病人护理等，由于其外形及运 动与人相似，因此人对它有亲近感。本文重点是机器 人在医院支持人类活动的情况， 系统用户可能有 3 种： 护士、患者及远程的家属。考虑了仿人机器人目前的 能力，设计了系统的用户接口，它可以满足这 3 种用 户的要求，使他们在设定的情况下操作机器人。将所 开发的用户接口与一台仿人机器人集成起来，作为一 个整体系统，通过实验实例证实了所设计的系统的可 行性。图 24 表 3 参 17 0601234 利用马尔可夫链蒙特卡洛算法在主动通讯 机器人中实现基于多传感器的人跟踪行为 [刊，日]/ 盐见昌裕，宫下敬宏，石黑浩∥日本日本ロボット学 会誌 .— 2005， 23(2).— 220~228 对于通讯机器人而言，在日常环境中发现通讯伙 伴并吸引他或她的注意很重要。本文提出了一个通讯 机器人方法，它可以主动地发现人并吸引其注意，以 便与其通讯。我们采用马尔可夫链蒙特卡洛算法 (MCMC)利用仿人机器人实现人的检测与跟踪行为， 其中机器人上安装了 4 个传感器。 这样， 利用该方法， 机器人可以在复杂的日常环境中发现并跟踪那些做不 规则运动的人。在跟踪人时，机器人试着通过语音及 非语音通讯方式吸引其注意。利用仿人通讯机器人 Robovie 做了一些实验，检验了这个方法的有效性。 图 16 表 4 参 14 0601235 与人手相对的多指触觉接口 [刊，日]/川崎 晴久，堀匠，毛利哲也∥日本日本ロボット学会誌 . — 2005， 23(4).— 449~456 提出了一个与人手相对的多指触觉接口，它由六 自由度接口臂及 3 个三自由度触觉指组成。这个触觉 接口应该是安全的，需要在很大的工作空间内工作， 它不仅要提供接触点处的力，还要产生虚拟物体的重 量感，将其安装在人身上时不应有压迫感，它本身应 没有重量感。设计了这种完全安全的触觉接口，其形 状与运动功能与人的上肢相似。该接口与人手相对， 因此是安全的，不会产生压迫感，因为它应跟随操作 者的手部姿态，因此在控制方面存在困难。测试了这 种触觉手指的两个控制法，研究了令接口手与人手相 对的两个方法。做了计算机图形仿真与实验。图 19 参 19 0601236 小型六自由度触觉接口的开发 [刊，日]/妻 木勇一，成濑仁，木南匡敬∥日本日本ロボット学会 誌 .— 2005， 23(4).— 474~481 提出了一种新的小型六自由度触觉接口。它包含 一个用于定向的五杆空间并联机构，位于改型 Delta 并联连杆机构上。两种并联机构的串行连接产生一个 很宽的工作空间。 此外， 该结构还可以确保快速运动、 大功率运动与简洁性。而且，该机构没有奇异性，这 也有助于实现宽广的工作空间。该触觉接口使用一个 小型六轴力 /力矩传感器与高减速比齿轮电机， 来实现 良好的敏感性与简洁性。此外，还讨论了改型 Delta 机构的刚度。图 18 参 23 七 机器人信息识别技术 图像处理与识别 0601237 网络机器人遥操作系统帧内图像编码方法 [刊，中]/史胜利，孟庆鑫∥计算机工程 .— 2005， 31(17).— 174~176 在基于 Internet 的机器人遥操作系统中，为了解 决帧内图像压缩编码后的大数据量对系统实时性的影 响问题，提出了一种针对帧内图像编码和传输的处理 机制，即对于机器人操作重要部分图像采用帧内预测 编码算法，而对背景等其它部分图像采取帧间的运动 补偿编码方法；对网络传输等相关问题进行了探讨。 机器人视觉系统及元部件 0601238 机器人视觉跟踪两维运动目标的方法研究 [刊，中]/王刚，刘科，王国栋∥机床与液压 .— 2005， (9).— 42~43 讨论了机器人视觉跟踪两维运动目标的方法。用 基于图像的视觉伺服方法来预测特征点在图像平面的 运动轨迹。根据这个预测和机器人的当前位姿来预测 机器人的各关节运动变量。 在开放式机器人控制器中， 用三次样条函数来平滑离散规划位置，以避免跟踪运 动中的振荡。 0601239 基于射影空间的视觉基础矩阵鲁棒估计 [刊，中]/马永壮，刘伟军∥机器人 .— 2005， 27(6). — 545~549 35 针对传统视觉基础矩阵计算中存在的噪音和误匹 配问题，提出了基于射影空间的基础矩阵计算方法。 首先定义了三视几何中射影标准基下基础矩阵只含有 5 个参数的特殊形式，并利用三视射影重建中空间点 反投影图像误差最小为准则，消除了图像中误匹配的 影响， 然后基于 RANSAC(random sampling consensus) 技术寻找出最优 7 个匹配点(噪音最小)来进行对极几 何估算。大量仿真模拟试验和真实图像表明此方法能 够高精度地估计出基础矩阵。 0601240 五自由度立体视觉平台——目标物体的识 别与定位 [刊， 中]/杜欣， 赵晓光∥计算机工程与应用 . — 2005， 41(27).— 93~96,143 从立体视觉与机器人控制集成的角度出发，建立 了一个主动立体视觉跟踪和定位系统，用于柔性装配 线中装配零件的运动跟踪和装配工位的精确定位。讨 论了使用立体视觉进行快速目标识别和定位的方法， 该方法将颜色分割与基于形状特征相结合，提出采用 基于局部图像的 HSV 阈值分割和形状识别相结合的 图像处理方法，该方法经过 HSV 阈值和形状判据， 准确地识别出物体，得到物体的边界和质心。能快速 准确地识别出物体并进行定位，满足柔性生产线小规 模定制产品装配的要求。最后给出的实验结果验证了 该方法的有效性。 0601241 移动机器人编队视觉定位方法研究 [刊， 中]/屈彦呈，黄亨俊，王常虹∥计算机工程与应用 . — 2005， 41(26).— 66~68 提出一种基于视觉的移动机器人编队定位方法。 该方法采用基于纹理的图像对机器人进行标识，然后 使用纹理中的特征点对机器人的位置和姿态进行估 计，使用最小二乘算法使估计结果误差最小。实验证 明该方法能够有效地对编队的移动机器人定位，同时 对环境干扰具有鲁棒性。 0601242 自主移动机器人足球比赛视觉定位方法综 述 [刊，中]/王珂，庄严，王伟∥控制理论与应用 .— 2005， 22(4).— 597~603 综述了 RoboCup 足球赛中全自主移动机器人基 于视觉的定位技术，包括机器人自定位和多机器人协 作物体定位。介绍了定位技术的发展情况与分类。从 机器人环境构建形式的不同以及先验位姿和概率方法 的应用与否等方面，系统地分析和比较了各种自定位 方法。对于多机器人协作物体定位，阐述了静态方法 和动态跟踪方法。总结了定位过程中需要重点研究的 传感器模型构建、图像处理、特征匹配以及协作过程 涉及的相关问题。最后就视觉定位存在的问题和技术 发展趋势进行了讨论。 0601243 基于虚拟仪器技术的分布式机器人视觉伺 服系统 [刊，中]/吴玉斌，徐刚∥现代制造工程 .— 2005，( 11).— 1~4 研究一种构造分布式机器人视觉伺服系统的方 法。在分布式机器人视觉伺服系统的基础上，运用 NI 公司(美国国家仪器公司)的 LabVIEW， 将四自由度机 器人系统和实时图像采集系统连接起来，构成了基于 LabVIEW 的分布式机器人视觉伺服系统。 推导了视觉 伺服机器人系统的图像雅克比矩阵，用 LabVIEW 语 言编写了基于逆模型的控制算法，给出了实验结果。 0601244 基于运动的手眼系统结构光参数标定 [刊， 中]/徐德，王麟琨，谭民∥仪器仪表学报 .— 2005， 26(11).— 1101~1105,1113 提出了一种用于机器人手眼系统的线形结构光标 定方法。该方法是通过机器人的运动，利用摄像机小 孔模型、激光结构光平面和目标平面约束，构造出含 有激光结构光平面参数的线性方程组，求解得到激光 平面参数的两个参数。利用目标平面上的激光束长度 约束，求解第 3 个参数。实验结果证明了该方法的有 效性。 0601245 基于 TMDXEVM642 的机器人视觉系统 [刊， 中]/袁波，徐科军，盛磊∥仪器仪表学报 .— 2005， 26(S1).— 454~455,463 在分析各种视觉系统特点的基础上，研制基于 TMDXEVM642DSP 的视频和视觉处理系统。介绍了 该系统的硬件组成、软件编制和实验结果。 0601246 投影几何学在机器人定位中的应用 [刊， 英] /Lorence， A.G.， Garduno， M.G.， Segovia De Los Rios， J.A.S.∥WSEAS Transactions on Systems.— 2005， 4(1). — 110~115 提出了一个基于革新性算法的移动机器人定位视 觉系统，它得到了投影几何学中各种重要概念的严格 分析结果的支持。在所分析的景物中存在单一路标且 支持投影视图的情况下，携载摄像机的移动机器人可 以实现满意的绝对定位。参 30 0601247 机器人操作器采用神经补偿法进行鲁棒的 视觉伺服 [刊，英]/ Yu， W.， Moreno-Armendariz， M. A.∥Journal of the Franklin Institute.— 2005， 342(7).— 824~838 研究了机器人动力学、摄像机系统与雅可比矩阵 存在不确定性时平面机器人操作器的视频伺服问题。 利用径向基函数神经网络，可以有效地补偿这些不确 定性。提出了两种鲁棒的视频伺服方法，一种是图像 不确定性，另一种雅可比矩阵不确定性。利用李亚普 诺夫法与输入—状态稳定性技术，证明了这些采用神 经补偿器的鲁棒控制器是稳定的。给出了一些实时实 验，以证明该方法的实用性。参 15 0601248 用于计算机视觉与机器人技术的点、 线、 面 与球体的几何代数学 [刊，英]/ Bayro-Corrochano， E.， 36 Falcón， L.E.∥Robotica.— 2005， 21(6).— 755~770 针对计算机视觉与机器人技术中的应用，介绍了 保角几何代数学( CGA)。 CGA 可以处理我们的直觉及 几何观点，有助于大幅度降低这些问题的计算量。 CGA 不仅可以用来描述空间的几何形状， 而且可以处 理关联代数以及保角变换，以解决运动学问题或投影 几何学问题。实际应用及仿真应用说明，该系统在机 器人学与计算机视觉方面具有巨大的优势。 图 14 表 2 参 16 0601249 利用基于主动轮廓的SSD算法对运动目标进 行视觉跟踪 [刊，英]/ Han， Y. J .， Hahn， H.∥Robotics and Autonomous Systems.— 2005， 53(3-4).— 265~281 提出了一个新的基于图像的视觉跟踪法，使移动 机器人利用所安装的一台摄像机来跟踪运动物体。摄 像机运动会对目标在图像帧中的速度向量产生影响， 为了精确地估算目标在下一幅图像中的位置，该方法 对这种影响进行分解。基于所估算的目标速度及图像 雅可比矩阵确定移动机器人的控制输入，使目标可能 出现在图像帧的中心区域。由于目标的旋转与平移， 其在图像帧中的形状会发生变化，因此提出了一个新 的形状自适应的平方差和( SSD)算法，它利用扩展蛇 算法来提取目标的轮廓，在匹配过程的每个步骤更新 模板。利用 Nomad Scout Robot II实现了所提出的算 法。实验结果表明，即使由于各种原因出现目标丢失 现象， 该方法也可以在可忽略的误差范围内跟踪目标。 图 14参 23 0601250 随机局部视觉对多机器人队形形成过程的 影响 [会，英]/ Miyamae， T.， Hara， F.， Ichikawa， S. ∥ Proceedings of the 2005 IEEE International Confe- rence on Mechatronics and Automation.— 689~694 利用计算机实验仿真，研究了单台机器人局部视 觉中概率区域对多台机器人的圆形队形的影响。各机 器人利用一位信号通讯在特定范围内感知其它机器 人。机器人根据其它机器人的位置采取反射动作：前 进或左右转弯。机器人的动作选择规则可使多台机器 人形成圆形队形。在某些条件下，利用机器人局部视 觉的完美感知可以形成圆形队形。介绍了一些计算机 实验仿真，以研究感知误差的影响，这些影响可以表 示视觉区域到这种圆形队形之间的概率区域。我们认 为，局部视觉中的概率区域会影响圆形队形的形成特 征。与完美感知情况相比，圆形队形的稳定性会在特 定量的概率区域下发生变化。而且，概率区域会提供 实际的正视角，这个角度会根据圆形队形的群规模作 为一个特定的视角自适应地工作。最后，给出了一个 实例，指出了目标群的规模，其形态形成能力会随概 率区域而提高。参 8 0601251 受约束机器人在雅可比矩阵与动力学摩擦 存在不确定性条件下基于图像的位置—力自适应视觉 伺服的实验研究 [会，英]/ Dean-Leon， E.G.， Garcia， L.G.， Parra-Vega， V.∥ Proceedings of the 2005 IEEE International Conference on Mechatronics and Automa- tion.— 7~12 介绍了一个基于图像的控制法，使末端执行器与 约束表面之间的受约束视觉位置及接触力同步收敛。 我们假设摄像机、 机器人及雅可比参数都是不确定的。 这个新方法基于力控制中使用的正交化原理的一个新 表示法， 这里称作视觉正交化原理。 在被动性框架下， 这可以产生一个协作方法，来融合摄像机、编码器及 力传感器信号。然而，当出现复杂摩擦时，视觉伺服 难以驱动机器人到达期望的轨迹，特别是在慢速运动 及速度反转情况下，这些运动都是这种控制法下的典 型运动。而且，运动控制法中通常都忽略动摩擦，这 在视觉伺服文献中也不例外。本文探讨了补偿不确定 的动摩擦的有趣结果。为了证明本文提出的理论，利 用实时操作系统 Linux-RTAI在装备有六轴 JR3力传感 器的直接驱动式机器人操作器上得到了该控制器的一 些实验结果。结果证明该控制器的性能卓越。参 14 0601252 机器人导航视觉系统中摄像机的精确在线 标定 [会，英]/ Shu， F.， Toma， L.， Neddermeyer， W.∥Proceedings of the 2005 IEEE International Con- ference on Mechatronics and Automation.— 1277~1282 提出了一个借助机器人的摄像机标定方法，当系 统中的所有摄像机都被标定后，机器人由一个视觉系 统来引导。它不仅在实验室易于实现，而且在工作场 所也易于实现。标定过程中只需要一个一端装有球的 杆，杆的另一端安装在机器人手上。标定程序引导机 器人移到适当的位置，同时在摄像机图像中精确地识 别球。它不必了解摄像机的初始情况，所有的内部参 数与外部参数都是在机器人基座坐标系中很好地进行 标定。为了实现高精度，还对镜头径向扭曲进行了建 模。参 10 0601253 利用斜面立体视觉进行可穿行区域及障碍 物的检测 [刊，日]/木村茂，田野浩明，坂本卓也∥ 日本日本ロボット学会誌 .— 2005， 23(2).— 205~212 提出了一个基于模型的鲁棒方法，用来检测可穿 行区域及障碍物，它可以用于野外环境。该方法采用 基于模型的多目立体视觉， 我们称之为斜面立体视觉。 我们新定义了这个算法，在差异空间中搜索一组倾斜 的平行面。它可以直接测量视野中的高度差异。通过 检查三维空间中的高度突变，可以有效地估算可穿行 地域。 然后， 鲁棒地检测属于不可穿行区域的障碍物。 给出了该算法在实际情况下在不同障碍物条件下得到 的成功结果。图 9 表 1 参 12 0601254 将动作与视觉感知结合起来实现机器人的 37 三维空间辨识 [刊，日]/中川智洋，冈谷贵之，出口光 一郎∥日本日本ロボット学会誌 .— 2005， 23(3).— 362~369 提出了一个主动视觉策略，它利用立体视眼部图 像来生成机器人脑中的三维地图，将机器人动作及动 作所引起的图像变化结合起来提高地图的精度。如果 机器人的立体摄像机可以精确标定，则重构所得到的 静态景物保持静止。如果标定不精确，则重构出的景 物会随机器人的运动而变化。因此，我们利用这种变 化来校正立体摄像机的参数与三维地图，以便在运动 条件下获得静止的景物。利用一些仿真实验及实际机 器人上的运行，说明了该方法作为机器人视觉自标定 法的可行性。图 11 表 5 参 10 0601255 利用高速视觉推算弹性杆的动态接触力 [刊，日]/金子真，沟井敏幸，石井抱∥计测自动制 御学会论文集 .— 2005， 41(8).— 630~636 讨论了利用具有官方帧率 1kHz 的高速视觉来推 算柔性杆与环境之间的动态接触力的方法。当杆端给 出一个力时，我们采用柔性杆的运动方程。逆问题的 推算可以通过求解逆问题来实现，其中利用高速视觉 测量杆的形状来推算接触力。如果已知基座的固定点 及杆上的另一个点，则可以评估接触力。利用所开发 的系统，通过实验证实了基本思路。图 16 参 16 语音合成与识别 0601256 环境机器人中利用多轴扬声器阵列形成三 维“声点” [会，英]/ Sakaya， K.， Mizoguchi， H.， Toba， T.∥Proceedings of the 2005 IEEE/ASME Inter- national Conference on Advanced Intelligent Mechatro- nics(vol.1).— 170~175 介绍了利用多线扬声器阵列生成三维声场的方 法。为了在人—机系统中实现新型的无手操作型声音 接口，研究了多线扬声器阵列。利用直线扬声器阵列 将声音沿指定方向传输的技术称作声束成形。作者提 出了一个思路，由两、三个正交线扬声器阵列形成点 形高声压级小区域。做了两三线扬声器阵列的仿真。 仿真结果证实了该思路的可行性。基于这些结果，建 立了 32× 2 线阵列与 32× 3 线阵列。利用所建立的阵 列实际测量了声压级的三维分布。测量结果也证实了 该思路的可行性。参 16 0601257 采用丢失特征理论的声源分离与语音自动 识别之间的接口及其在多机器人中的应用 [刊，日]/ 山本俊一，中台一博，辻野广司∥日本日本ロボット 学会誌 .— 2005， 23(6).— 743~751 机器人的听力对于创建能够在日常环境中工作的 智能机器人而言是一项关键技术。为了实现这种机器 人听力系统，设计了一个基于丢失特征理论的接口， 用作声源分离与语音自动识别之间的接口。该接口利 用输入的语音来检测被语音分离扭曲的特征，将其作 为丢失的特征。 所检测到的丢失特征在识别时被遮蔽， 以免识别性能发生严重的弱化。利用该接口开发了机 器人听力系统，用来识别多个同时发出的语音。在本 田公司的 ASIMO、 SIG2 及京都大学的 Replie 三种仿 人机器人上运行了这个接口，以评估它的通用性。利 用 3 个同时发出的语音作为比较标准，证实了它的通 用性。 使用 3 个麦克风且单词量为 200 个时， ASIMO、 SIG2及 Replie三台机器人对同时发出的 3个语音的单 词识别平均正确率分别为 79.7%、 78.7%和 82.7%。图 11 表 3 参 15 其他 0601258 机器人手臂简单轨迹的记录技术 [刊，英]/ Niola， V.， Savino， S.， Nasti， G.∥WSEAS Transactions on Information Science and Applications.— 2005， 7(2). — 845~852 对平面机器人一点或几点轨迹的获取技术进行了 实验研究。这种技术采用固定的数码相机在机器人工 作平面内观察其运动。参考摄像机运动感知能力方面 的一般性原理，介绍了那不勒斯“ Federico II”大学热 力机械工程系( DIME)的实验装置，重点是视觉系统 主要参数的辨识程序，例如视野扩展与分辨率，最后 讨论了一些获取结果。 DIME实验室的实验装置由二 连杆平面机器人、数码相机和抓帧器构成。参 6 0601259 利用多个 ID 装置估算物体的姿态 [刊， 日]/ 梅谷智弘，前泰志，井上健司∥日本日本ロボット学 会誌 .— 2005， 23(1).— 84~94 提出了一个由自主机器人估算物体姿态(位置与 方向)的方法，它在各物体上安装了多个 ID 装置。该 方法根据安装在物体上的各装置的姿态与读取器的读 出姿态之间的几何关系来估算物体的姿态。它要求在 不同的方向至少获得两个 ID 装置的姿态。提出了一 个方法，即使 ID 读取器存在通讯区域范围，它也能 精确地定位 ID 装置。通过姿态估算实验，说明了这 个方法的可行性。图 8 表 3 参 16 0601260 考虑不确定性情况下融合多个扫描匹配结 果进行自运动估算 [刊，日]/子安大士，三浦纯，白井 良明∥日本日本ロボット学会誌 .— 2005， 23(2).— 263~271 介绍了一个通过融合多个扫描匹配结果进行自运 动估算的方法。该方法考虑了扫描匹配结果的不确定 性以及所估算的自运动的不确定性，不仅能估算最近 的机器人自运动，还能更新以往的自运动。利用卡尔 曼滤波器将这个估算过程表示成一个迭代过程。利用 基于全方位立体视觉的扫描匹配法实现了这个自运动 38 估算法，该方法考虑了距离数据的不确定性，并且对 扫描匹配结果的不确定性进行估算。实验结果证实了 该方法的有效性。图 18 表 1 参 14 0601261 基于连续隐式马尔可夫模型以及动作递阶 结构的树表示法识别人类的日常动作 [刊，日]/森武 俊，濑川友史，下坂正伦∥日本日本ロボット学会誌 . — 2005， 23(8).— 957~966 提出了人类日常动作的一个识别方法。该方法采 用动作的递阶结构，并将它表示成树。我们利用连续 的隐式马尔可夫模型对动作建模，它根据人的知识抽 取时间序列特征向量并输出。该方法从根部开始进行 识别，比较子节点的可能性，选择可能性最大的节点 作为该层的识别结果，并继续进行下一层。递阶识别 的优点是：( 1)可识别各个抽象级；( 2)可简化低层模 型； (3)通过降低细节度可对新数据做出响应。 实验结 果表明，该方法能够识别某些基本的人类动作。图 6 表 2 参 15 八 机器人的智能技术 规划 0601262 未知环境下机器人实时模糊路径规划方法 [刊，中]/靳保，付宜利，王树国∥哈尔滨工业大学学 报 .— 2005， 37(10).— 1315~1317,1399 针对三自由度工业机器人，提出了一种未知环境 下的机器人模糊路径实时规划方法。算法由几个各自 独立控制的关节模糊单元组成。每个单元综合了附近 障碍物排斥作用和关节目标的吸引作用，控制关节到 达目标角度。仿真结果证实了算法的有效性。 0601263 机械手圆周运动的轨迹规划与实现 [刊， 中]/陈国良， 黄心汉， 王敏∥华中科技大学学报(自然 科学版) .— 2005， 33(11).— 63~66 研究机器人跟踪由任意不共线空间三点所决定的 外接圆曲线，提出了机器人圆周运动的一种笛卡尔空 间的轨迹规划方法。该方法通过坐标变化将三维空间 内的圆周轨迹规划问题简化到二维平面上进行研究， 由此简化了轨迹规划问题；为了保证机器人圆周运动 较好的插补精度和圆周轮廓，提出了一种可控插补精 度的圆周插补算法。根据坐标变化以及插补算法给出 了轨迹规划的算法步骤，将该规划方法用于微操作机 械手，完成了机械手的圆周涂胶作业，实际应用表明 该方法能够满足实时性和精度指标要求。 0601264 双足足球机器人实时避障导航系统研究 [刊，中]/杨晶东，黄庆成，洪炳镕∥机器人 .— 2005， 27(6).— 530~534 介绍了避障控制系统的体系结构和基本步态算 法。其次，介绍了路径规划策略，包括避障开始时的 全局导航策略和穿越障碍物时的局域导航策略。分析 了红外传感器测距实验数据及局域导航实验结果，验 证了红外线传感器精确度和导航策略能够满足比赛要 求。 0601265 双机器人时间优化的避碰轨迹规划研究 [刊，中]/李平，孟庆鑫，王立权∥机械设计 .— 2005， 22(8).— 22~25 介绍了一种双机器人时间优化的避碰轨迹规划方 法。根据单机器人的已知路径，在具有最大加减速度 条件下规划其时间优化轨迹。通过几何建模，利用 Euclidean 函数表示双机器人间的最短距离，实现了系 统的碰撞检测。 采用在初始位置延迟最小时间的方法， 获得了双机器人时间优化的无碰撞轨迹。最后建立了 基于 Motoman-UP6 的双机器人仿真模型，验证了理 论分析的正确性。 0601266 移动机器人全覆盖路径规划优化方法 [刊， 中]/王俭，陈卫东，赵鹤鸣∥计算机工程 .— 2005， 31(22).— 162~163,185 从全局优化的角度出发，提出一种基于子区域分 割的环境建模方法，将各个子区域缩成节点、子区域 重心间距离缩成节点间连线，建立起含障区域的全连 通图——广义距离矩阵模型，对 Hopfield 神经网络求 解旅行商问题的动态规划方法进行改进后，将其用于 求该模型的最优有向连通图。机器人沿最短路径完成 覆盖，就是按最优顺序走过连通图中所有节点并依次 覆盖各节点所代表的子区域，从而完成移动机器人在 含障区域内的全覆盖路径规划问题的优化解决方案。 0601267 基于神经网络和人工势场的滚动规划 [刊， 中]/何炎祥，范收平∥计算机工程与应用 .— 2005， 41(31).— 66~68 针对多障碍动态环境，论文提出了一种新的路径 安全评价方法，并在此基础上提出了基于神经网络和 人工势场法的滚动规划方法。 与以往的全局规划相比， 减少了全局中无关信息干扰，增加了规划效率；与以 往的滚动规划相比，增加了移动机器人的预测能力， 减少了碰撞的可能性。仿真实验表明，这种规划方法 能有效地解决多障碍动态变化的时变环境中的路径规 划问题。 0601268 一种持续规划系统在四足机器人足球中的 应用 [刊，中]/冯延蓬，陈小平∥计算机工程与应用 . — 2005， 41(28).— 230~232 四足机器人足球赛是一个典型的动态不确定环 境。论文以四足机器人足球为背景和平台，对一种新 的持续规划系统 POMDPRS 进行了分析和改进，并将 改进后的系统应用到实际的比赛中。改进后的系统减 小了时间消耗，与传统的反应式系统相比，对环境的 动态不确定性表现出更好的适应性。 39 0601269 基于视觉的移动机器人实时障碍检测研究 [刊，中]/王辉，邹伟，郑睿∥计算机工程与应用 .— 2005， 41(25).— 46~48,60 针对立体视觉障碍检测的两个难点 :匹配精度以 及匹配算法的实时性问题，提出了一种基于区域分割 的障碍检测方法。通过区域分割，把图像对应点的匹 配问题简化为区域边界点的匹配， 提高了匹配的精度。 分割后的区域作为一个独立的对象进行处理，障碍物 三维信息计算转化为视差的判断， 提高了匹配的速度。 该算法能够实现在室内环境下的实时障碍检测，不需 要利用环境的先验知识，具有较强的自适应性。实验 结果表明了该方法的有效性。 0601270 基于蚁群算法的机器人路径规划 [刊，中]/ 张美玉，黄翰，郝志峰∥计算机工程与应用 .— 2005， 41(25).— 34~37 移动机器人路径规划是机器人学的一个重要研究 领域，栅格法模型是其中一类实时性很强的路径规划 模型。 该文引入蚁群算法的思想， 以点离目标点距离、 该点的访问次数和移动方向信息素为启发式因子，建 立了一种新型的优化算法。新算法不仅能够较好地对 已有算例进行求解，而且对于随机设计的新例子求解 效果良好。 0601271 动态复杂环境下的机器人路径规划蚂蚁预 测算法 [刊， 中]/朱庆保∥计算机学报 .— 2005， 28(11). — 1898~1906 研究了一种新颖的动态复杂不确定环境下的机器 人路径规划方法和动态避障码蚁预测算法。该方法模 拟蚂蚁的觅食行为，由多组蚂蚁采用最近邻居搜索策 略和趋近导向函数相互协作完成全局最优路径的搜 索。在此基础上用虚拟蚂蚁完成与动态障碍物碰撞的 预测，并用蚁群算法进行避障局部规划。理论和仿真 实验结果均表明， 即使在障碍物非常复杂的地理环境， 用文中算法也能迅速规划出优化路径， 且能安全避碰。 0601272 动态环境下基于改进人工势场的机器人实 时路径规划仿真研究 [刊，中]/况菲，王耀南，张辉∥ 计算机应用 .— 2005， 25(10).— 2415~2417 提出了一种基于改进人工势场法进行动态环境的 路径规划的方法。 通过梯度逼近进行运动目标的搜索， 解决了在实时路径规划中因环境的运动信息难以准确 获取而造成的路径规划无法完成的问题。仿真结果验 证了方法的有效性，能够较好的解决动态环境下特别 是存在随机运动物体情况下移动机器人的路径规划问 题。 0601273 基于几何法的移动机器人路径规划 [刊， 中]/曹成才，姚进，王强∥计算机应用研究 .— 2005， 22(12).— 82~85,87 旨在解决动态环境中移动机器人与障碍物发生碰 撞可能性的判断和避开障碍的路径规划。提出了采用 几何计算的方法判断机器人和障碍物之间发生碰撞的 条件，规划出机器人沿着收敛曲线运动到安全圆周， 在安全圆周上作动态圆周运动，最后沿着圆弧退出圆 周到达预定的避障路径。将基本的避开障碍的理论和 几何算法有机地结合起来，获得了光滑的路径，提高 了机器人避开障碍的效率。 0601274 基于新人工势场函数的机器人动态避障规 划 [刊，中]/樊晓平，李双艳，陈特放∥控制理论与应 用 .—2005， 22(5).—703~707 人工势场法是进行机器人路径规划时常用的方 法，但若用圆锥曲线函数作为引力场数学模型时，在 目标点会产生抖动问题。本文在分析抖动产生原因的 基础上，增加一个指数项到引力场函数中，从而消除 了奇异值点，避免了抖动现象。然后将一敏感度参数 引入斥力场函数，以便灵活控制运动过程中机器人与 障碍物距离的大小。通过对敏感度的调节，还可以克 服传统势场法中目标点在斥力作用范围内时，机器人 无法到达目标点的缺陷。最后给出新势场法的仿真。 0601275 冗余机器人的双向自运动路径规划 [刊， 中]/马保离∥控制理论与应用 .— 2005， 22(4).— 547~550 给出一种双向自运动路径规划算法，其基本思想 是使位于初始关节构形的真实机器人和位于期望关节 构形的虚拟机器人在自运动流形上运动并收敛到同一 关节构形，从而得到一条连接初始和期望关节构形的 自运动几何路径。该算法克服了以往算法容易陷入局 部极小构形的缺陷。仿真结果证实了算法的有效性。 0601276 平面复杂边缘的双机器人协调跟踪运动规 划研究 [刊， 中]/陈国良， 黄心汉， 王敏∥控制与决策 . — 2005， 20(12).— 1374~1378 研究双机器人协调跟踪平面复杂边缘所涉及的问 题。在笛卡儿空间内对跟踪任务进行协调分解，并分 析双机器人的位置约束关系，采用双曲线函数规划双 机器人基于关节空间的运动轨迹，以满足位置、速度 以及加速度等平滑运动的约束条件，采用基于曲线极 大值的分段跟踪算法扩展平面复杂曲线的一般性。仿 真实验和应用均表明了所研究内容的可行性和正确 性。 0601277 一种基于传感信息的机器人在线路径规划 方法 [刊，中]/靳保，王树国，付宜利∥控制与决策 . — 2005， 20(11).— 1216~1220 针对非结构化环境下的多关节机器人实时避障问 题，提出一种基于传感信息的机器人在线路径规划方 法。由红外线传感器提供机器人手臂周围环境信息， 通过计算 C—空间内一些方向上的 C—空间障碍距 离，分阶段控制位姿点到达目标。避免了建立整个位 40 姿点附近的 C—空间，适合机器人在未知环境下的实 时避障要求。仿真结果验证了该算法的有效性。 0601278 基于粒子群优化算法的移动机器人全局路 径规划 [刊， 中]/孙波， 陈卫东， 席裕庚∥控制与决策 . — 2005， 20(9).— 1052~1055,1060 提出了一种基于粒子群优化算法的移动机器人全 局路径规划方法。该方法首先进行环境地图建模，通 过坐标变换在路径的起点与终点之间建立新地图，然 后利用粒子群优化算法获得一条全局最优路径。该方 法模型简单，算法复杂度低，收敛速度快，而且模型 不依赖于障碍物的形状。仿真实验证实了该方法的有 效性。 0601279 带滚动约束轮移式机器人动态规划的研究 [刊， 中]/樊晓平， 李双艳∥控制与决策 .— 2005， 20(7). — 786~788,793 根据轮移式机器人的运动学模型，研究受到滚动 约束轮移式机器人在动态环境中的运动规划问题。将 快速随机搜索树算法与优化方法相结合，实现了一种 新的算法，规划出既可避障又可满足机器人滚动约束 的运动。将该算法运用到动态环境下机器人的运动规 划中，并通过仿真表明该算法能较好地引导机器人在 动态环境中实现满足滚动约束的避障路径。 0601280 合作机器人轨迹规划及实验研究 [刊，中]/ 张立勋，董玉红，路敦民∥中国机械工程 .— 2005， 16(22).— 1975~1978 为实现合作机器人( Cobot)的虚拟轨迹控制， 提出 了基于操作力的轨迹规划方法；根据操作力、期望轨 迹和 Cobot 末端当前位置， 对 Cobot 进行了轨迹规划， 建立了 Cobot 的轨迹规划模型，并对 Cobot 跟踪直线 和圆弧轨迹进行了实验研究。结果表明，基于操作力 的轨迹规划方法能在人机合作的条件下使 Cobot 跟踪 期望轨迹， 且操作力的大小不影响 Cobot 的运动轨迹， Cobot 的运动速度随着操作力的增加而增大，符合人 机合作要求。基于操作力的轨迹规划模型可应用于外 科手术、物料搬运和零件装配的人机合作机器人中。 0601281 基于虚拟样机的挖掘机器人轨迹规划控制 仿真和优化技术研究 [刊，中]/潘双夏，刘静，冯培恩 ∥中国机械工程 .— 2005， 16(21).— 1926~1930 阐述了用虚拟样机技术进行挖掘机器人轨迹规划 控制的仿真和优化的必要性；提出了轨迹规划控制的 实现方案，分析了关键技术及其解决方法，重点研究 了用挖掘机器人虚拟样机进行控制系统参数优化和轨 迹规划仿真实验的方法，并以动态响应特性的仿真为 例，用物理样机的相应实验结果验证了虚拟样机轨迹 规划控制仿真实验模型的正确性；借助在虚拟样机上 的仿真实验，分析了液压系统流量分配对轨迹规划效 果的影响，提出了轨迹规划的改进措施，用以提高轨 迹规划的速度和轨迹跟踪的精度。 0601282 基于可控性和全局性的空间柔性机器人驱 动力矩自运动规划策略 [刊， 中]/张绪平， 余跃庆∥中 国机械工程 .— 2005， 16(15).— 1369~1373 提出了一种有利于控制实施并具有全局性的自运 动动力规划方法，优化了柔性机器人关节驱动力矩。 在保证机器人实现预定运动轨迹的条件下，利用机器 人的冗余度，通过优化机器人各关节自运动，尽可能 地同时降低机器人的关节驱动力矩和末端的弹性变形 的运动误差。通过对一空间 4R 柔性机器人的数值仿 真验证了这一方法的有效性。 0601283 平面蹦跳机器人的动力学与轨迹规划 [刊， 英]/ Geng， T.∥ Mechanics Research Communications. — 2005， 32(6).— 636~644 首先，提出了一个新的平面单足机器人模型，与 以往的采用弹性腿的单足机器人不同， 它由 3个旋转关 节组成。然后，为这种机器人设计了一种新的单足移 动方式， 即弹道式蹦跳。 一个完整的蹦跳步态周期由 4 个阶段组成：两个站立阶段和两个飞行阶段。在飞行 阶段，不需要对膝关节进行主动控制，并且对旋转运 动与平移运动进行解耦。机器人的着地被看作是一个 非弹性冲击过程。在站立阶段，机器人模型可以简化 为一个二自由度刚性操作器。通过分析蹦跳机器人的 运动学与动力学，将周期性蹦跳步态的轨迹规划表示 成一个受地面主动反作用力及关节有限转矩等非线性 约束支配的数值优化问题。蹦跳机器人的可能应用领 域是空间探测，它迫切要求腿式移动机器人重量轻、 节能。参 10 0601284 智能机器人利用受遗传算法激发的时间关 联记忆进行运动规划 [刊，英]/ Patnaik， S.， Karibasa- ppa， K.∥ Applied Artificial Intelligence.— 2005， 19(5). — 515~534 讨论了移动机器人在遇到半动态障碍物时的重新 规划概念。我们采用遗传算法进行导航规划，直到它 到达目标点。利用时间相关记忆法( TAM)，将移动机 器人所走过的路径存储为一个简单的矩阵。在以后的 运动过程中，机器人利用以前存储的矩阵避开障碍物 路径。在死锁情况下，机器人利用 TAM后退，找出到 达目的地的备选路径。 采用客户端—服务器体系结构， 在一台 Pioneer 2DX移动机器人上实现了这个方法。 结 果表明，机器人能够到达目标的 20mm半径邻域。参 15 0601285 具有两个转向轮的移动机器人的运动规划 [刊， 英]/ Larin， V. B .∥ International Applied Mechanics. — 2005， 41(5).— 552~559 研究了具有两个转向轮的轮式机器人的非完整模 式。该模型说明了动态效应。求解了该模型的运动规 41 划问题，将其转化为线性两点边界值问题。参 11 0601286 基于模糊理论的小车型移动机器人的路径 规划 [刊， 英]/ Lu， H.-C.， Chuang， C.-Y.∥ International Journal of Electrical Engineering.— 2005， 12(2).— 143~150 各个领域都存在路径规划问题。机器人在最短的 时间内确定自己到达目标的方向且不与任何障碍物碰 撞是非常重要的。基于此观点，提出了一个避开单个 运动障碍物的路径规划算法。首先，介绍了小车型移 动机器人的运动模型。接着，讨论了避开运动障碍物 的算法。此外，系统中采用了模糊理论，因此机器人 可以更快地到达目标。最后，利用不同大小的机器人 及障碍物做了仿真，结果表明，该路径规划算法在避 开运动障碍物方面可行、合理。参 15 0601287 轮式机器人的运动规划(运动学近似) [刊， 英]/ Larin， V. B .∥ International Applied Mechanics.— 2005， 41(2).— 187~196 求解了轮式机器人在运动学近似中的运动规划问 题。给出了具有一个和两个转向轮的机器人的解法。 将特定系统的问题求解结果与其它方法得到的结果进 行了比较。参 12 0601288 仿人机器人摸索移动时的避障 [刊，英]/ Yussof， H.， Yamano， M.， Nasu， Y.∥International Journal of Advanced Robotic Systems.— 2005， 2(3).— 251~258 为仿人机器人 Bonten-Maru II开发了一种自主越 障方法，它采用摸索移动方式。目前的摸索移动研究 为基本研究，仿人机器人利用手臂在墙平面上通过接 触和摸索来识别周围环境。机器人对环境做出响应， 修正自身的方向和移动方向。在摸索移动过程中，校 正区域内存在障碍物可能导致碰撞。本文的目标是在 仿人机器人控制系统中采用适当的算法，开发一个自 主方法，避开校正区域内的障碍物。为了识别周围环 境，机器人手臂末端执行器中安装了六轴力传感器进 行力控制。该算法参考了轨迹生成过程中仿人机器人 腿部关节产生的旋转角。通过所测得的摸索角与手臂 运动，该算法与摸索运动联系起来。利用 Bonten-Maru II做了一些摸索实验，在墙壁表面上获取墙壁方向的 数据。利用这些数据，仿人机器人自主实现所提出的 方法，避开校正区域中出现的障碍物。结果表明，仿 人机器人能够识别出障碍物，并生成适当的腿部轨迹 避开障碍物。参 10 0601289 动态双足步行机器人在矢状面中的实时关 节轨迹规划器 [刊，英]/ Vermeulen， J.， Verrelst， B.， Lefeber， D.∥Robotica.— 2005， 21(6).— 669~680 针对平面双足步行机器人提出了一个实时关节轨 迹生成器。这个轨迹规划器采用一组目标移动参数作 为其输入，通过调节并利用自然上体动力学来动态地 生成稳定运动模式。后者可以利用角动量方程来确定 和操纵。基本上，生成了臀部与摆动足的运动轨迹， 确保了目标移动参数达到指定值。此外，对臀部轨迹 略加修改，以便自然地操纵上体运动，这意味着实际 上不需要驱动。其优点是，上体驱动几乎不影响零力 矩点的位置。利用仿真结果证明了该策略的有效性。 图 16 参 26 0601290 冗余操作器避碰法：理论与实验 [刊，英]/ Patei， R.V.， Shadpey， F.， Ranjbaran， F.∥ Journal of Robotic Systems.— 2005， 22(12).— 737~757 讨论了冗余操作器的碰撞规避及自碰撞规避方法 的开发。该方法利用简单的几何基元(圆柱及球体)对 手臂及其环境建模。介绍了一个检测两圆柱间碰撞的 简洁方法。采用双角度与双矢量的概念来表示柱体在 空间的轴，引入一个表征不同类型碰撞的方法。利用 七自由度冗余操作器通过仿真与实验检验了该方法的 性能。图 23参 33 0601291 规划与导航一体化的全局与区域路径规划 器 [刊，英]/ Howard， A.， Seraji， H.， Werger， B.∥ Journal of Robotic Systems.— 2005， 22(12).— 767~778 提出了一个现场移动机器人递阶式策略，其中引 入了不同范围内的路径规划。在顶层，全局路径规划 器利用粗略的地形特征，例如山与谷，通过粗略的地 形来确定全局安全的路径。然后，经路由点将这个信 息传递给区域层，由它利用区域地形特征来规划适当 的导航路径。全局路径规划器与区域路径规划器共享 相同的地图信息，但是范围不同。然后，将区域层的 运动建议与反应式导航层的建议结合起来，对移动机 器人进行反应式控制。详细讨论了全局路径规划器与 区域路径规划器，给出了仿真与实验结果。图 13表 3 参 23 0601292 利用基于引导的运动规划法实现自主车对 接 [刊， 英]/ Nejat， G.， Benhabib， B.∥ Journal of Robotic Systems.— 2005， 22(12).— 779~793 提出了一个通用的视线感知( LOS)引导方法，用 来实现自主车 /机器人末端执行器的对接。 在闭环反馈 环境中使用了一个多 LOS任务空间感知系统和一个引 导算法。整个系统的新颖之处在于它适用于那些不能 直接对小车位姿(位置与方向)进行接近觉测量的情 况。在这些情况下，必须采用基于引导的技术通过校 正动作使小车在运动的最终阶段达到期望的位姿。也 就是说， 当小车 /末端执行器不能以合理的容差达到期 望的对接位姿时， LOS传感器将启动短程校正动作命 令。这个引导方法的目标是成功地令小车在长距离运 动后累积的系统误差最小，并使其收敛在随机噪声极 限内。该系统的另一个优点是，它可以满足小车在高 精度对接方面的各种机动要求。利用六自由度小车通 42 过仿真成功地测试了这个系统。在引导算法的指令下 对小车的行为进行了大量仿真测试，文中给出了其中 之一。图 17参 21 0601293 利用工作空间信息引导随机道路图规划器 中的非均匀采样 [刊，英]/ van den Berg， J.P.， Over- mars， M.H.∥The International Journal of Robotics Re- search.— 2005， 24(12).— 1055~1071 随机道路图( PRM)规划器是多自由度机器人运 动规划问题中常用的一种方法。然而，当机器人必须 穿过景物中的窄通道时，该方法的性能就不那么好。 其主要原因是规划器所使用的采样法的一致性；它在 较大的开放空间中放置较多样本，而窄小空间中样本 较少。单元分解法没有这些缺陷，但只能应用于低维 构形空间。本文提出了一个混合式技术，将这两个方 法的长处结合起来。该技术对自由空间进行机器人独 立单元分解，引导随机采样过程向构形空间中有意义 的区域发展。单元分解过程中利用分水岭标签法来辨 识有意义的区域(窄通道)。这可以提高二维与三维工 作空间中困难规划问题的性能。图 12参 29 0601294 多机器人运动规划中的随机道路图采样策 略 [刊，英]/ Clark， C.M.∥Robotics and Autonomous Systems.— 2005， 53(3-4).— 244~264 提出了一个随机道路图( PRM)运动规划算法，用 来在动态机器人网络中进行查询，该网络是一个多机 器人协作平台，其中的机器人具有有限的感知能力， 机器人之间的通讯能力也有限。首先，介绍了动态机 器人网络( DRN)协作平台，它便于机器人在 ad hoc网 络上进行集中式协作，可以在动态、未知环境中实现 安全导航。当机器人在环境中移动时，它们动态地形 成通讯网络。在这些网络内，机器人共享局部感知信 息，并协调网络内所有机器人的动作。其次，在 DRN 平台内提出了一个快速的单查询随机道路图( PRM)， 它采用了一些新的采样策略。传统的 PRM策略在搜索 大型构形空间方面获得了成功。这里研究的是它们在 在线集中式多移动机器人规划问题中的应用。开发并 实现了一些利用非完整移动机器人运动学的新采样策 略。第一，确定了一个适当选择 PRM转折点的方法， 它可以实现构形空间的快速覆盖。第二，介绍了一个 生成 PRM转折点的新方法，它可以降低传统方法的规 划时间。最后，给出了一个新的多机器人 PRM最后阶 段区域，它可以在目标构形较困难的情况下提高发现 解的概率。将 DRN平台与这些新采样策略结合起来可 以实现在线集中式多机器人规划。这可以使机器人在 动态、未知的环境中安全导航。给出了一些仿真及实 际机器人实验， 它们表明： (1)这些采样策略提高了速 度；( 2)在动态机器人网络上实现了集中式机器人协 调； (3)通过运动规划避开了运动的、 事先未知的障碍 物； (4)实现了向各目标位置的自主机器人导航。 图 12 表 1参 41 0601295 带拖车的无人陆行车的队形规划与控制 [刊，英]/ Hao， Y. X . ， Agrawal， S.K.∥ Autonomous Robots.— 2005， 19(3).— 257~270 提出了多台具有拖车的无人陆行车的队形规划与 控制框架，使其在理想化的、无干扰的环境中在目标 点之间运动。该框架可以利用 A*搜索算法基于当前传 感器数据对队形进行在线规划。队形可以动态变化， 以便避开环境中的障碍物，并在获得无碰撞、无死锁 路径时令成本函数最小。 根据群体中头车的可行路径， 并基于拖挂式系统的微分平坦性，该轨迹规划器可以 满足各车的的运动学约束，并解决各车之间的碰撞与 路径约束。而且，采用了一些优化技术，以便在线改 变拖挂式系统的路径。针对队形中具有拖车的 John Deere车，利用其简化模型做了一些说明性仿真。在平 坦光滑地面上，利用二轮差动驱动式移动车及一辆拖 车做了实验室实验，实验中采用高架摄像机获取精确 的参考系。最后，讨论了将这些结果应用于实际环境 需要做的一些辅助工作。图 17表 1参 35 0601296 用来保持不可预测目标可视性的基于采样 的运动规划法 [刊，英]/ Murrieta-Cid， F.， Tovar， B.， Hutchinson， S.∥ Autonomous Robots.— 2005， 19(3). — 285~300 研究了计算一个或几个机器人观测器的运动时的 监视问题，以便保持一个或几个运动目标的可视性。 我们假设这些目标的运动是不可预测的，但障碍物在 工作空间中的分布是事先已知的。我们的算法计算一 个运动策略，令最短逃离距离最大化，也就是目标逃 离观测器视线范围所必需的最短运动距离。由于这个 优化问题是不可解的，因此我们利用随机化方法来产 生这些观测器的备选监视路径。实现了这个算法，给 出了实际移动机器人在单目标情况下的实验结果以及 双目标双观测器情况下的仿真结果。图 11参 48 0601297 利用随机道路图确定窄通道：小步回缩法 [刊，英]/ Saha， M.， Latombe， J.-C.， Chang， Y. - C . ∥ Autonomous Robots.— 2005， 19(3).— 301~319 提出了一个新方法，协助随机道路图( PRM)规划 器发现穿过窄通道的路径。该方法略微加大机器人的 自由空间，在加大后的自由空间内建立道路图，最后 修复该道路图的各部分，对各部分进行回缩，避免碰 撞，恢复到实际的自由空间。加大后的自由空间不是 显式计算的。 相反， 自由空间对象(机器人连杆和障碍 物)被沿其中轴“削薄” 。如果“削薄”后的物体在此 构形下不会发生碰撞，则该构形位于加大后的自由空 间内。提出了两个修复策略。 “最优主义”策略一直等 到在加大后的自由空间内发现完整路径才开始修复。 43 “悲观主义”策略则在建立道路图的过程中对其进行 修复。前者通常速度很快，但在某些病态情况下可能 失效。后者更为可靠，但速度较慢。将这两个策略进 行简单组合，可以得到一个集成式规划器，其速度更 快，更为可靠。作为原有的单查询 PRM规划器的一种 扩展，实现了这个规划器。比较试验表明，与原有的 规划器相比， 该规划器的速度要快得多(有时达几个数 量级)。图 14参 39 0601298 非结构化拥挤三维空间中基于构形空间的 工业机器人算法路径规划：一个采用可视地图的方法 [刊，英]/ Roy， D.∥ Journal of Intelligent and Robotic Systems.— 2005， 43(2-4).— 111~145 针对拥挤的三维机器人工作空间，本文利用“可 视性图”法并借助试探式算法来生成可行的无碰撞准 最优安全路径。通过考察任务空间的构形空间，可以 利用关节构形获取最终的路径。 检验了所开发的算法， 开始时，研究了典型的二维工作空间，空间内具有各 种(凸形及凹形)几何形状规则的障碍物，后来又采用 了实际的空间流形。这些算法的结果可以用于工业机 器人的编程，以便在车间完成一系列任务。案例研究 证明了这些算法中使用的试探法的有效性。将这些算 法成功地应用于非结构化工业环境，实时完成了机器 人化的材料搬运操作。图 16表 3参 37 0601299 轮式移动机器人在存在箱形障碍物情况下 的在线避死锁方法 [会， 英]/ Ya-Chun， C.， Yamamoto， Y.∥Proceedings of the 2005 IEEE/ASME International Conference on Advanced Intelligent Mechatronics(vol. 2).— 1535~1540 针对移动机器人等自主车的设计，提出了一个路 径规划器。该路径规划器基于势场法。通过 Hough 变 换，利用激光扫描器实现了障碍物检测，激光扫描器 可以给出机器人前面水平区域的二维轮廓。重新定义 了斥力势场，解决了局部最小问题。而且，该系统控 制器(向前看控制法)使机器人能够控制参考点与机器 人中心之间的距离。结果，势场法在我们的系统中能 够有效运行，使移动机器人以柔性方式跟随一条平滑 轨迹，无论是在静态环境中还是在动态环境中都能够 自主地到达期望的目的地。参 13 0601300 三维空间中人类手臂轨迹与姿态规划 [刊， 日]/和田安弘，露木公孝，曾我洋辅∥计测自动制御 学会论文集 .— 2005， 41(5).— 396~404 针对人臂在平面上的点对点运动特征，演示了以 下两个特征：( 1)路径大略是一条直线，但稍有弯曲； (2)速度轮廓为带形， 有一个峰值。 以前曾提出了几个 模型来解释这些特征。基于最优原理提出了 4 个轨迹 规划标准。它们是最小手部颤振标准、最小角度颤振 标准、 最小转矩变化标准以及最小命令转矩变化标准。 在水平工作场所及矢状工作场所，最小命令转矩变化 模型所生成的轨迹与测得的轨迹很吻合。本文测量了 三维空间中的点到点运动，对最优标准所规划的手臂 姿态与测得的手臂姿态进行了定量的比较研究。 接着， 对测得轨迹以及基于最小角度颤振标准、最小转矩变 化标准和最小命令转矩变化标准的最优轨迹进行了比 较研究。最后，所测得的手部轨迹与手臂姿态都最接 近最小命令转矩变化标准所预测的轨迹及姿态。图 7 表 5 参 20 0601301 欠驱动操作器反馈线性化中具有奇异点规 避能力的最优运动规划法 [刊， 日]/伊藤正英， 户田尚 宏∥计测自动制御学会论文集 .— 2005， 41(8).— 652~ 659 针对特定类型的欠驱动操作器，提出了一个运动 规划法，它利用最优控制法可以规避反馈线性化中的 奇异点。操作器的最末关节不受驱动，是旋转关节， 而且操作器受二阶非完整约束的支配。将反馈线性化 法应用于操作器，并采用一个多项式插补法来规划其 运动。然而，在对所规划的轨迹进行变换时可能存在 奇异点。设计了一个涉及惩罚项的性能指标，用来防 止系统状态进入奇异点或接近奇异点。给出一些数值 实例，以说明该方法的有效性。图 7 表 3 参 15 0601302 仿人机器人实时步态规划的解析式方法 [刊，日]/原田研介，梶田秀司，森泽光晴∥日本日本 ロボット学会誌 .— 2005， 23(6).— 752~760 研究了仿人机器人的实时步态规划。我们同时规 划 COG(重心)与 ZMP(零力矩点)的轨迹，实现了步 态快速、平滑的改变。将新计算的轨迹与当前轨迹连 接起来也可以实现步态的改变。提出了两个方法来连 接轨迹，即实时方法与准实时方法。文中指出，采用 准实时方法，即使迈步位置发生重大变化，也可以实 现步态的稳定变化。利用仿真与实验证实了这些方法 的有效性。图 12 参 18 知识获取、表示与利用 0601303 基于强化学习的多机器人协作 [刊，中]/周 浦城，洪炳镕，郭耸∥计算机工程与应用 .— 2005， 41(28).— 10~12,90 提出了一种动态环境下多个机器人获取合作行为 的强化学习方法， 该方法采用基于瞬时奖励的 Q-学习 完成单个机器人的学习，并利用人工势场法的思想确 定不同机器人的学习顺序，在此基础上采用交替学习 来完成多机器人的学习过程。试验结果表明所提方法 的可行性和有效性。 0601304 基于障碍物边界采样改进的 Visibility- PRM 算法 [刊，中]/宣俊，林兰芬，何臻锋∥计算机工 程与应用 .— 2005， 41(25).— 81~84 44 首先分析解决机器人运动规划问题的 Visibility-PRM 算法。 然后针对其在复杂工作空间运动 规划中表现出的 roadmap 连通子图数多、可视性判断 效率低等局限性，提出基于障碍物边界采样改进的 Visibility-PRM 算法( Obs-Visi-PRM)。通过改进采样 和连通的策略，减少了 roadmap 的连通子图数，降低 了碰撞检测次数。最后通过实例分析，证明 Obs-Visi-PRM 算法的有效性。 0601305 移动机器人几何—拓扑混合地图的构建及 自定位研究 [刊，中]/庄严，徐晓东，王伟∥控制与决 策 .— 2005， 20(7).— 815~818,822 基于墙角、房门和通路等高级环境特征的辨识与 提取， 依据几何和拓扑环境模型完成混合地图的构建， 并根据混合地图的特点，提出在局部几何环境采用扩 展卡尔曼滤波算法实现移动机器人的位姿跟踪，而在 拓扑地图的节点位置则根据绑定的高级环境特征进行 位姿再校正的混合定位方法。将该方法应用于实际移 动机器人平台，所得结果证明了方法的有效性和实用 性。 0601306 基于强化学习的多机器人合作行为获取 [刊，中]/李冬梅，陈卫东，席裕庚∥上海交通大学学 报 .— 2005， 39(8).— 1331~1335 研究了基于强化学习的多机器人学习社会合作行 为的问题。通过定义的分配布尔矩阵，对参与任务者 进行奖励回报，并综合基础行为，生成状态到行为的 新的映射，形成高级的群体合作行为，使得团队作为 一个整体受益。讨论了学习社会行为的可行性和必要 性，并采用强化学习方法，给出了多机器人传接合作 搬运的详细算法实现。 0601307 移动机器人基于激光测距和单目视觉的室 内同时定位和地图构建 [刊，中]/庄严，王伟，王珂∥ 自动化学报 .— 2005， 31(6).— 925~933 研究了部分结构化室内环境中自主移动机器人同 时定位和地图构建问题。基于激光和视觉传感器模型 的不同，加权最小二乘拟合方法和非局部最大抑制算 法被分别用于提取二维水平环境特征和垂直物体边 缘。为完成移动机器人在缺少先验地图支持的室内环 境中的自主导航任务，该文提出了同时进行扩展卡尔 曼滤波定位和构建具有不确定性描述的二维几何地图 的具体方法。通过对应用于 SmartROB-2 移动机器人 平台所获得的实验结果和数据的分析讨论，论证了所 提出方法的有效性和实用性。 0601308 以模仿为基础实现伙伴机器人结构性学习 的计算智能 [刊， 英]/ Kubota， N.∥ Information Sciences. — 2005， 171(4).— 403~429 机器人利用基于模仿的交互式学习，可以获取各 种行为。本文针对伙伴机器人，提出了一个基于交互 学习机制的结构化学习法。该方法由峰值神经网络、 自组织映射、稳态遗传算法以及 softmax动作选择法组 成。而且，还通过实验结果讨论了人与伙伴机器人基 于该方法进行的交互式学习。参 43 0601309 自动机学习算法在机器人运动跟踪中的应 用 [刊， 英]/ Rodriguez Lucatero， C.， Lozano Espinosa， R.∥WSEAS Transactions on Systems.— 2005， 4(1).— 122~127 通过在观测机器人中建立目标行为模型，研究了 目标机器人的跟踪问题。 目标机器人的策略事先未知。 所采用的算法是一个非督式学习算法。我们假设机器 人运动策略可以建模成有效自动机。首先，我们假定 观测是无噪声的，然后放松这个约束，探讨了更一般 的情形，其中观测中存在某种特定的噪声。参 21 0601310 利用含噪声的感知信息实现大型多指机器 人系统的抓握姿态学习 [刊，英]/ Gorce， P.， Rezzoug， N.∥ Journal of Robotic Systems.— 2005， 22(12).— 711 ~724 针对存在噪声及不确定因素的情况，提出了一个 在抓握过程中学习多指手构形的新方法。所建立的模 型由两个模块组成。第一个模块学习手指逆运动学。 它基于由若干神经网络组成的模块式体系结构。第二 个模型基于神经网络，采用强化学习，在考虑含噪声 的感知信息的情况下对手掌的位置与方向进行优化。 这两个模块共同工作，交流信息，以确定完整的手部 构形。 为说明这个模型的性能， 给出了物体类型不同、 噪声级不同、多指手的手指数量不同等条件下得到的 仿真结果。图 12表 3参 41 0601311 协作式多机器人领域的强化学习算法 [刊， 英]/ Fernández， F.， Borrajo， D.， Parker， L.E.∥ Journal of Intelligent and Robotic Systems.— 2005， 43(2-4).— 161~174 多机器人学习中有两个重要问题。一个是信用分 配，也就是如何根据整个协作组所获得的结果，为同 一组内的各机器人定义强化信号。另一个是较大领域 内的工作，其中的数据量非常大，一个学习步骤内各 时刻的数据量也有所不同。本文在多机器人环境中研 究了这两个问题，并指出，将介绍域知识与机器学习 算法结合起来可以获得成功的协作行为。图 6参 23 0601312 基于强化学习的多自主机器人系统群体导 航法 [会，英]/ Azouaoui， O.， Cherifi， A.， Bensalem， R.∥ Proceedings of the 2005 IEEE International Confe- rence on Mechatronics and Automation.— 1539~1544 在若干复杂应用中，必须使用多台自主机器人系 统( ARS)来完成不同的任务，例如觅食、以更低的成 本更高的效率搬运大、重物体。机器人在实际环境中 要达到很高的柔性、适应性与效率。本文针对多 ARS 45 提出了一个基于强化学习的群导航法。事实上，机器 人必须形成一些几何形状，并在保持队形的同时无碰 地导航。因此，各机器人必须学会如何到达队形中的 位置，通过它与环境的交互避开障碍物与其它 ARS。 该方法使 ARS 能够在几个 ARS 之间通过试错搜索学 习法根据基本行为获取群体导航方法。然后，利用仿 真结果说明， 该方法能使 ARS 以群体队形在动态环境 中导航。参 22 0601313 通过融合激光与声纳数据为自主移动机器 人在线建立地图 [会，英]/ Lai， X.-C.， Kong， C.-Y.， Ge， S.S.∥ Proceedings of the 2005 IEEE International Conference on Mechatronics and Automation.— 993~998 提出了一个方法，将激光与声纳数据结合起来在 线自动创建地图。利用传感器建模法将测距数据转化 为局部地图的网格状态信息，并利用贝叶斯规则借助 这个局部地图更新全局地图。为了在线创建地图并进 行姿态估算，利用激光数据进行扫描匹配，求解了同 步定位与地图创建问题。提出了一个选择法来融合激 光与声纳数据，以便更好地进行障碍物检测与地图创 建。最后，基于传感器数据融合，利用模糊控制器实 现了导航，这使该算法可以自主建立地图。参 11 0601314 利用具有声纳传感器的移动机器人建立线 地图 [会，英]/ Jaradat， M.A.K.， Langari， R.∥Procee- dings of the 2005 IEEE/ASME International Conference on Advanced Intelligent Mechatronics(vol.2).— 1251~ 1256 这项研究的目标是提出一个方法，利用装备有单 个声纳传感器的移动机器人建立未知室内环境的线地 图。这个过程主要由两步组成。第一步，将机器人周 围环境的声纳传感器测量值转化为二维占有网格地 图。第二步，利用 Radon 变换从占有网格地图中抽取 线参数。然后，利用这些参数来表示所检测到的物体 的轮廓，作为机器人环境的表示方法。将墙壁扩展过 程应用于所得到的线地图，在网格地图分辨率极限范 围内完成了这一过程。文中给出的实验证实，这个线 地图建立方法能够在传感器测量值存在不确定性的情 况下重构未知室内环境。参 23 0601315 利用向量量化技术对确定性策略地图进行 有损压缩 [刊，日]/上田隆一，深濑武，小林祐一∥日 本日本ロボット学会誌 .— 2005， 23(1).— 104~112 在机器人实时决策方面，一个方法是对动态规划 中的预先计算结果进行查表。表中记录了在机器人及 其环境的各种情况下的适当行为。装有查询表的机器 人只需参考该表就可以决定自己的行为。然而，这种 表通常较大，不能装载到普通机器人的存储器中。为 解决此问题，我们利用向量量化技术来压缩这个表。 本文定量评估了这个方法。然后，新介绍了一种信息 熵函数，该函数可以搜索适当的阻塞方式。为了进行 仿真与实验，针对足球行为建立了查询表并进行了压 缩。结果，熵函数可以发现适当的阻塞方式，采用这 种阻塞方式的压缩方法可以将表压缩到 1.5%。图 12 表 3 参 18 0601316 打结任务在机器人执行中的表述 [刊，日]/ 高松淳，森田拓磨，小川原光一∥日本日本ロボット 学会誌 .— 2005， 23(5).— 572~582 观测学习( LFO)范例广泛应用于各种机器人系统 中。它有助于降低编程人员的工作量。然而，到目前 为止，可以应用的系统还仅限于刚性物体。我们没有 考虑变形物体，因为：( 1)难以描述其状态；( 2)它们 上面可能太多的操作。本文选择打结任务对变形物体 上的操作进行案例研究，因为结理论已知而且操作类 型有限。介绍了一个适当的表示方法，用来描述节的 状态，还定义了 4 种操作，它们足以完成任何打结任 务。图 20 参 25 0601317 动力学信息处理系统中吸引子设计研究： 弹 性性质的在线设计与大型系统的递阶设计 [刊，日]/ 冈田昌史，中村大介，门根秀树∥日本日本ロボット 学会誌 .— 2005， 23(5).— 583~593 由于机器人运动是通过机器人身体与其环境之间 的交互产生的，因此机器人必须根据情况来修改事先 制定好的运动模式。我们提出了基于动力学的信息处 理系统，其中动态系统利用非线性系统的夹带现象来 记忆并重现机器人的全身运动。本文利用在线最小二 乘法基于动力学的重新设计法进行运动模式修正，还 针对大型系统提出了动态系统递阶设计法，用来生成 上下文相关的运动序列。图 16 参 14 0601318 一种新的非线性映射算法 (PaLM-Tree)[刊， 日]/中村恭之，加藤丈和，和田俊和∥日本日本ロボ ット学会誌 .— 2005， 23(6).— 732~742 针对任意维度空间之间的非线性映射问题，提出 了一个新的学习方法。与人工神经网络、 GMDH 及其 它方法不同，该方法不需要复杂的控制参数。给出可 行的误差阈值和训练样本后，它可以自动地将目标映 射问题分解为部分的线性映射。由于所分解的映射由 一个二进制树来维护，因此可以根据一个输入快速地 选择相应的线性映射。我们将这个方法称作部分线性 映射树( PaLM-Tree)。为了估算满足可行误差标准的 最可靠的线性映射， 我们采用分割融合策略进行分解。 针对功能评估、图像分割、摄像机标定等问题做了一 些实验，证实了 PaLM-Tree 的优点。图 19 表 2 参 16 智能控制 0601319 行走机器人控制策略与开闭环学习控制 [刊， 中]/王斌锐， 谢华龙， 丛德宏∥东北大学学报(自 46 然科学版) .— 2005， 26(8).— 722~725 主从式双腿协调控制用于异构双腿行走机器人可 减少规划量，控制的关键是步态轨迹跟踪。仿生膝关 节使机器人步态更加仿人；但仿生腿模型复杂，跟随 人工腿步态控制困难。 P 型开闭环迭代学习控制结合 开环和闭环学习控制优点，不依赖于模型，适用于复 杂机器人轨迹跟踪控制。从开闭环结合角度，证明了 算法收敛性。 算法在虚拟样机上的仿真表明算法有效、 鲁棒性好且收敛速度优于单独开或闭环学习控制。 0601320 基于网络的 Context Aware 智能控制系统 [刊， 中]/张平， 徐扬生， 李嘉强∥计算机工程与应用 . — 2005， 41(30).— 211~214 提出一种基于网络的 Context Aware 智能控制系 统的体系结构、 Context 任务控制管理模型。系统将机 器人作为 Context Aware 智能系统的智能接口。通过 对 Java JINI 的服务查找机制进行修改，增强了 JINI 的服务查找、分发机制，使得系统可以通过综合分析 服务提供者当前状态、服务申请者的状态、系统当前 的性能以及 Context 感知信息，经模糊决策，通过 “ Pull”方式，或“ Push”方式给服务申请者(或第三 方用户)提供所需的服务。最后对系统性能进行分析。 一个应用实例说明 Context Aware 智能控制系统的应 用。 0601321 液压伺服关节自适应模糊神经网络控制补 偿方法 [刊，中]/朱兴龙，周骥平∥控制理论与应用 . — 2005， 22(5).— 694~698 三自由度液压伺服关节在实现位置跟踪时存在跟 踪误差，原因在于液压伺服关节是一个具有饱和、结 构死区和强耦合的动力学系统。为了解决这一问题， 建立了该关节的动力学模型。通过比较几种控制方法 在该关节位置跟踪问题上存在的不足，提出了一种自 适应模糊神经网络控制补偿方法。该方法采用样本训 练自学习，自适应调整变增益系数。该方法不但消除 了饱和、结构死区和强耦合引起的位置跟踪误差，而 且解决了控制向量在大范围内变化实现准确位置跟 踪。最后，通过仿真试验验证了该动力学系统是稳定 的，提出的方法是可行的。 0601322 具有参数不确定性的非完整移动机器人的 自适应控制法 [刊，英]/ Mnif， F.， Touati， F.∥ Inter- national Journal of Advanced Robotic Systems.— 2005， 2(1).— 59~63 提出了非完整移动机器人的动力学模型镇定问 题。推导了一个非连续的自适应状态反馈控制器，它 可以使闭环系统在存在参数建模不确定性的情况下实 现轨迹的全局稳定性及收敛性。这个任务是通过在原 系统中进行非平滑变换实现的，然后推导了新坐标系 中的平滑时不变控制法。利用李亚普诺夫稳定性理论 进行了稳定性与收敛性分析。参 9 0601323 利用模糊逻辑对柔性机器人进行自适应控 制 [刊， 英]/ Green， A.， Sasiadek， J.Z.∥ Journal of Gui- dance， Control， and Dynamics.— 2005， 28(1).— 36~42 提出了一个跟踪二连杆柔性机器人的端点的控制 法。欧拉—伯努利悬梁的主要振动模式以及固定—固 定杆边界条件是与刚性连杆的非线性动力学耦合的， 形成了一个欧拉—拉格朗日逆柔性动力学机器人模 型。利用具有连杆变形输入和单变量输出的模糊逻辑 系统( FLS)改进了一个驱动机器人关节的雅可比转置 阵控制律。利用 FLS自适应控制策略得到了一些结果， 它们表明，该方法大大抑制了悬梁与固定—固定连杆 动力学的振幅，与非自适应策略相比，极大地提高了 控制性能。参 16 0601324 用来实现移动机器人混合速度控制的新型 智能传动概念 [刊，英]/ Mir-Nasiri， N.， Hussaini， S. ∥International Journal of Advanced Robotic Systems.— 2005， 2(3).— 259~263 利用二自由度齿轮传动机构，提出了一个新的移 动机器人速度控制概念。所开发的智能速度控制器采 用一个齿轮箱， 由具有两个输入的周转圆齿轮系组成， 一个输入与发动机杆相关，另一个与变速直流电机的 杆相关。网络输出速度是两个输入速度的组合，受行 星齿轮系的传动率的支配。这个新方法不必使用力矩 转换器，这是其它现有的自动传动装置所必需的，因 此它降低了传动箱在流体耦合过程中的功率损耗。逐 步改变直流电机的速度，就可以实现无级传动。该控 制器的还可以将小车拉过来和倒转车，这是将直流电 机速度与发动机速度进行智能混合实现的。在小车全 部设计中，没有使用传统的制动系统。采用了两个动 力源—— IC发动机与电池驱动式直流电机，以及现代 的混合车思想。新的移动机器人速度控制器能够在极 端条件下驱动小车，例如由于气体损耗， IC发动机发 生故障。参 12 0601325 实现移动机器人在未知环境中导航的新型 智能控制器 [刊， 英]/ Pennacchio， S.， Abissi， F.， Petra- lia， S.∥WSEAS Transactions on Systems.— 2005， 4(4). — 285~288 提出了 FU.LO.RO.(模糊逻辑机器人)，一种新的 移动机器人控制器，它可以在未知环境中令机器人自 主运动。该系统采用了两个不同的方法。第一个方法 令模糊控制器利用基本的模糊规则确定机器人的行 为，第二个方法则使用神经模糊控制器。参 17 0601326 由馈电感应电机驱动的机器人操作器的自 适应离散控制 [刊，英]/ Hsu， S.-H.， Fu， L.-C.∥IEEE/ ASME Transactions on Mechatronics.— 2005， 10(4).— 465~468 47 提出了一个采用转子磁通观测器的自适应离散化 控制法，对馈电感应电机驱动的机器人操作器进行跟 踪控制。为了处理电子机械系统中所有的参数不确定 性，设计了一个自适应律，使闭环系统的所有信号都 有界，并使位置、速度与转子磁通的跟踪误差收敛于 一个残集。参 8 0601327 一自由度柔性臂的迭代学习控制 [刊，日]/ 池野谷康司，山科亮太，原正之∥计测自动制御学会 论文集 .— 2005， 41(1).— 91~93 迭代学习控制法通过对控制法进行反复实验来提 高系统的响应。然而，将这种控制法应用于非最小相 系统时，学习控制可能并不能改进系统。本文改进了 这种学习控制法，并将它应用于非最小相的柔性臂系 统的振动控制。结果表明，改进后的控制算法大大改 善了系统。图 7 表 1 参 5 0601328 可证明稳定的基于行为的智能控制法 [刊， 英]/ Harper， C.J.， Winfield， A.F.T.∥ Robotics and Auto- nomous Systems.— 2006， 54(1).— 52~73 针对一类基于行为的控制系统提出了一个设计 法，它可以应用于安全性很重要的系统。提出了李亚 普诺夫稳定性理论方面的两个扩展，提出了包含体系 结构的形式基础，还给出了二阶稳定性定理，根据李 亚普诺夫稳定项解释了系统安全性及活跃度。新定理 可包含在传统稳定性定理中，用作动态包含模型，是 设计方法的基础。基于行为的控制法还可以采用简单 的计算机制，这将简化安全保障过程。图 16表 2参 37 模糊技术 0601329 在未知环境下基于阻抗模型的受限机械手 模糊力控制方法 [刊，中]/柳洪义，王磊，王菲∥东北 大学学报(自然科学版) .— 2005， 26(8).— 766~769 在传统的阻抗控制模型中应用一种新的参考轨迹 模糊调节算法。在该算法中应用一个参考比例因子调 节参考轨迹。根据反馈的接触力信息，通过模糊推理 确定参考比例因子的大小，从而使生成的参考轨迹适 应未知环境刚度的变化。根据接触力的变化对阻抗模 型参数进行模糊调节，减少了受限运动中力干扰的影 响，提高了全局力控制效果。仿真结果表明，与传统 力控制方法比较，该方法提高了力控制精度，增强了 对接触环境参数变化的鲁棒性。 0601330 未知环境中移动机器人实时导航与避障的 分层模糊控制 [刊，中]/李保国，宗光华∥机器人 .— 2005， 27(6).— 481~485,501 为了解决单模糊控制器的“规则库爆炸”问题， 设计了一种分层的模糊控制器，用于指导移动机器人 通过未知环境到达指定的目标点。控制器根据 8 个超 声传感器的信息和目标相对于机器人的方位确定机器 人的运动。首先，每个超声传感器的信息被输入到危 险度模糊控制器( DFC)中，产生关于周围环境中障碍 物危险度的模糊向量。这些模糊向量经过融合与归一 化处理后分别输入到上层的速度模糊控制器( VFC)和 角速度模糊控制器( RFC)的推理机中。 VFC 根据目标 的距离和障碍物的危险度控制机器人的前进速度。 RFC 根据目标的方向和障碍物的危险度控制机器人 的转向，并采用最大隶属度法的反模糊化策略解决 “对称不确定”问题。仿真与实验结果证明了所设计 的模糊控制器简单而有效。 0601331 利用模糊轮回控制器对轮式移动机器人进 行轨迹跟踪控制 [刊，英]/ Faress， K.N.， El Hagry， M.T.， El Kosy， A.A.∥ WSEAS Transactions on Systems. — 2005， 4(7).— 1017~1021 提出了一个采用模糊逻辑控制器( FLC)的轮式移 动机器人轨迹跟踪控制法。该控制算法基于送到 FLC 中的移动机器人姿态误差，它可以产生左右电机速度 的校正信号。该控制策略基于前馈速度轮廓， FLC根 据姿态误差产生速度校正信号。仿真与实验结果证实 了该算法的有效性，它们表明，该算法的跟踪结果良 好，对系统模型中的不确定因素具有鲁棒性。参 8 0601332 机器人操作器的自适应模糊控制器 [刊， 英]/ Chiou， K.-C.， Huang， S.-J.∥ Mechatronics.— 2005， 15(2).— 151~177 由于计算量及动态不确定性等原因，基于模型的 解耦控制法很难在多变量机器人系统中实现。本文提 出了一个模型自由的模型参考自适应模糊滑模控制器 (MRAFSC)，用来控制五自由度机器人。 MRAFSC令 系统状态变量变化，直至击中用户指定的滑动表面， 然后沿该表面滑动，接近参考模型。模糊控制的结果 参数可以初始化为零，然后利用一个新的在线参数调 节算法进行调节，这个算法是利用李亚普诺夫稳定性 理论推导的。在更新律中引入了一个边界层函数，用 来消除滑模控制法固有的振动现象。状态误差可收敛 于指定的误差范围，这个范围取决于边界层、参数误 差及建模误差。实验结果表明，这种新控制器控制性 能、稳定性能及鲁棒性能良好。参 26 0601333 利用模糊逻辑系统在驱动器约束下对机器 人操作器进行自适应控制 [刊，英]/ Purwar， S.， Kar， I.N.， Jha， A.N.∥Fuzzy Sets and Systems.— 2005， 152(3).— 651~664 开发了一个稳定的模糊自适应控制器，在不测量 速度的情况下对机器人操作器进行轨迹跟踪，其中考 虑了驱动器约束。控制器基于机器人动力学的结构知 识以及连杆位置的测量结果。包含负载变化等系统不 确定因素的重力矩是利用模糊逻辑系统( FLS)推算 的。这种自适应控制器融合了滤波技术与函数近似理 48 论，前者可取消速度测量，后者利用 FLS来推算重力 矩。该控制器可确保局部渐近稳定性以及位置误差收 敛于零。该控制器不仅对负载参数变化等结构性不确 定因素是鲁棒的，而且对干扰等非结构性不确定因素 也是鲁棒的。对二连杆机器人操作器进行了仿真，证 明了该控制法的有效性。参 24 0601334 模糊技术在机器人解析递阶选择过程中的 应用 [刊， 英]/ Kapoor， V.， Tak， S.S.∥Fuzzy Optimiza- tion and Decision Making.— 2005， 4(3).— 209~234 提出了一个求解普通的机器人选择问题的方法， 它改进了传统的解析式递阶过程( AHP)，引入了“模 糊语义变量”来代替数量。该方法封装了模糊接口的 建立，将输入、输出变量转化为适当的语义变量。而 且，这个程序采用模糊化过程，为语义变量分配隶属 度函数数值，从而表述适当的决策规则，这样就可以 得到去模糊化过程，将模糊输出转化为简明的值，得 到模糊积分形式的结果。利用数值实例解释了这个模 型。本文还针对实际世界问题验证了这个方法，提出 了未来的研究方向。参 24 0601335 采用模糊控制器的六足移动机器人的实现 [刊，英]/ Kern， M.， Woo， P.-Y.∥Robotica.— 2005， 21(6).— 681~688 模糊逻辑的特点在自主机器人导航问题中特别有 吸引力。模糊逻辑可以对各种类型的不确定性和不精 确性进行建模。本文介绍了一种采用模糊控制器的六 足移动机器人在未知环境中的导航。该机器人称作 MKIII，它通过与模糊规则库中的值进行比较来解释 输入传感器数据， 并相应地进行移动， 以避开障碍物。 给出了运行实验结果。图 9 表 1 参 17 0601336 利用电枢控制型直流电机对倒立摆进行多 输入模糊控制 [刊，英]/ Marzi， H.∥Robotica.— 2005， 21(6).— 785~788 介绍了一种在发生大扰动情况下镇定一种多变量 非线性系统的设计方法。研究了 T-S 型模糊控制器在 倒立摆机构中的应用，其中倒立摆是由电枢控制型直 流电机驱动的。模糊控制器使用试错信息来开发设计 方法，控制非线性动态系统。该方法不必掌握全面的 知识，也不必对系统进行数学建模，对于较为复杂的 系统，在获取可行的数学模型过程中不必进行近似与 简化。本文开发了一个双输入 Mamdani 型系统，给出 了倒立摆模糊控制器的开发阶段。它对系统的性能进 行评估。然后，开发了一个四输入 T-S 型模糊控制器。 这项研究比较了各控制器的性能，给出了测试结果。 建立了一个直流电机模型，以便测量物理系统固有属 性引发的时延及响应时间的影响。最后，给出了完整 的操作系统，其中测试系统使用了直流电机。图 4 表 1 参 12 0601337 利用混沌理论定量描述机器人—环境之间 的交互 [刊，英]/ Nehzow， U.， Walker， K.∥Robotics and Autonomous Systems.— 2005， 53(3-4).— 177~193 本文认为，定量性能量度是机器人—环境交互理 论的第一步，给出了这种量度的理论背景以及它们在 移动机器人研究中的实际应用。利用 Pioneer II移动机 器人在一系列环境中执行大量不同的任务，给出了所 得到的结果。图 17表 3参 25 0601338 基于普通模糊划分及最近邻居聚类的模糊 建模 [刊，英]/ Tsekouras， G.E.∥ Journal of Intelligent and Robotic Systems.— 2005， 43(2-4).— 255~282 提出了一个训练模糊模型的新算法。本文的创新 之处在于开发了一个最近邻居聚类法，它不必考虑任 何随机初始猜测，就可以完成结构辨识与模型参数估 算。这个最近邻居聚类搜索法在输入空间定义普通的 模糊划分，生成大量球形模糊聚类。这些类的数量确 定了模糊模型的规则数。 将球形聚类投影到各个轴上， 可以得到前提模型参数。相应地，采用正交最小二乘 算法确定最终的模型参数。最后，利用梯度下降法对 上述模型参数进行细调。整个方法只需使用数据集一 次，因此该程序速度快，易于实现。利用仿真实验验 证了该算法在预测性能、初始化能力及速度方面的效 率。图 10表 8参 49 0601339 基于模糊模型的预测函数控制： 设计与稳定 性研究 [刊，英]/ ?krjanc， I.， Bla?i?， S.∥ Journal of Intelligent and Robotic Systems.— 2005， 43(2-4).— 283~299 提出了基于并行分布式模糊模型的预测控制法的 设计方法与稳定性分析法。思路是为模糊模型的各规 则设计一个控制律，并将它们融合在一起。该控制算 法是在状态空间域开发的，以解析形式给出。与优化 控制法相比， 解析形式的优点主要在于实时实现方面。 这种稳定性分析与设计问题可以看作是线性矩阵不等 式问题。利用 LMI凸规划法求解了这个问题。给出了 基于并行分布式模糊模型的预测控制法的稳定性充分 条件。利用磁悬浮系统的实例说明了这个问题。图 4 表 1参 17 0601340 机器人足球赛中用来跟踪移动物体的二型 模糊逻辑控制器 [会，英]/ Figueroa， J.， Posada， J.， Soriano， J.∥ Proceedings of the 2005 IEEE International Conference on Fuzzy Systems.— 359~364 针对机器人智能体提出了一个二型模糊逻辑控制 器，用来在机器人足球赛中跟踪移动体。该控制器有 两个输入与两个输出， 它们在逻辑上由 4 条规则连接。 利用图像处理法估算了智能体与目标之间的角度，其 中引入了控制回路中的不确定性。辨识了与控制回路 缺陷相关的其它不确定源。在此意义上，探讨了二型 49 控制器如何解决这些不确定源，并且不增加应用计算 量。参 11 0601341 在非结构化环境中实现动态避障及目标获 取的模糊逻辑移动机器人的开发 [会，英]/ Malhotra， R.， Sarkar， A.∥Proceedings of the 2005 IEEE/ASME International Conference on Advanced Intelligent Me- chatronics(vol.2).— 1198~1203 针对不了解先验信息、由静态障碍物与动态障碍 物组成的环境，设计了一种能够在环境中避障的移动 机器人。研究了该移动机器人的模糊脑的设计，以及 它在控制系统与传感器系统中的集成，以便检测其工 作空间中的障碍物。该机器人的避障策略基于人工势 场法。 采用了一个基于模糊逻辑的系统来实现该策略， 它降低了实现人工势场法所需的计算量。提出了一个 智能避障算法，将模糊系统集成在移动机器人的主控 制系统中。通过仿真测试了上述系统，今后将开发实 际的移动机器人对其进行测试。参 15 0601342 用来控制仿真机器人的模糊控制系统的稳 定性分析 [会，英]/ Moratori， P.B.， Pedro， M.V.， Man- haes， L.M.B.∥Proceedings of the 2005 IEEE Interna- tional Conference on Fuzzy Systems.— 726~730 提出了一个模糊系统，在具有随机置放的障碍物 的虚拟世界中引导一台简单的仿真机器人。该环境用 来模仿机器人在复杂世界中的运动，不仅要计算机器 人的方向，还要计算其速度。主要目标是考察模糊控 制器的性能，包括其敏感性及鲁棒性。机器人所用的 传感器都极为简单，因此它对环境的了解有限。该系 统已快速实现了工程化，已被证明极为成功，在所设 定的所有测试中都达到了目标点。这些测试还表明， 该控制器的鲁棒性极好。该控制器具有简单性、设计 方便性及鲁棒性，这表明，对于很多控制任务而言， 可以建立一个在实际条件下运行良好的模糊系统。参 8 0601343 采用在线模糊调节法的滑模控制及在机器 人操作器中的应用 [会，英]/ Javaheri， H.， Vossoughi， G.R.∥Proceedings of the 2005 IEEE International Con- ference on Mechatronics and Automation.— 1357~1362 提出了一个提高滑模控制器性能的方法。 相应地， 根据有限数量的规则设计了一个模糊控制器，该控制 器与滑模控制器复杂度无关。为增强性能，该控制器 连续地优化滑模控制器参数，包括击打控制增益、边 界层厚度、滑动表面坡度与拦截。将这个控制器应用 于一台二自由度机器人，与 QFT 控制器及 PID 控制 器比较了实验结果。结果表明，该控制器大大提高了 性能。参 13 0601344 机器人系统的模糊自适应控制器设计法 [会，英]/ Touati， Y.， Rebaa， E.H.∥ Proceedings of the 2005 IEEE International Conference on Fuzzy Systems. — 921~926 针对涉及机器人 /环境交互的复杂任务， 提出了一 个自适应模糊控制法。该方法的实现基于模糊逻辑控 制器( FLC)设计与优化法， 该方法分为两个阶段实现。 第一阶段，利用一个基于 Solis 与 Wett 算法的方法对 FLC 参数进行离线训练与优化，从而利用解译能力与 语义学来表示约束。为便于分析，将 FLC 的结构分解 为多入单出( MISO)控制器。在第二阶段，将所优化 的 FLC 的在线学习植入到所提出的控制结构中， 因此 闭环系统可以保持良好的性能。为了说明该方法的性 能，在三维空间中在三连杆机器人上做了一些仿真， 在力约束下完成轮廓跟随。参 17 0601345 一个基于网络的小车型移动机器人模糊离 散化滑模控制 [会，英]/ Hwang， C.-L.， Han， S.-Y.， Yu， Y. - S .∥ Proceedings of the 2005 IEEE International Conference on Fuzzy Systems.— 61~66 利用网络模糊离散化滑模控制( NBFDSMC)，开 发了小车型移动机器人( CLMR)的轨迹跟踪法。基于 系统知识的上界，实现了电机的模糊离散化滑模控制 (FDSMC)。 通过电机的改进比例因子， 得到了 CLMR 转向角与角(或线)速度的控制法。因为信号在因特网 上存在传输延迟，因此根据服务质量( QoS)，实现了 具有适当采样间隔的改型 FDSMC(即 NBFDSMC)。 然后，通过无线装置将控制输入发送到 CLMR。该控 制法不需要数学模型就可以跟踪一条参考轨迹。它只 需要系统知识的上界信息就可以选择适当的比例因 子，从而达到良好的性能。做了一系列实验，来评估 该控制法的有效性。参 9 人工神经网络技术 0601346 基于神经网络的 RoboCup 进攻策略 [刊， 中]/刘亮，李龙澍∥计算机工程与应用 .— 2005， 41(36).— 44~47 应用神经网络技术解决 Robocup 仿真组比赛的进 攻策略问题，对射门底层技术进行了有效优化。我们 把这种策略与以往的基于逻辑准则的策略进行了比 较。基于神经网络的优化射门策略在很多情况下会做 出更好的决定。 0601347 一种基于模糊神经网络的机器人控制 [刊， 中]/彭金柱，王耀南，孙炜∥计算机工程与应用 .— 2005， 41(24).— 222~224 采用高斯函数作为模糊隶属函数，将模糊控制与 神经网络相结合。利用神经网络实现模糊推理，运用 了一种模糊高斯基函数神经网络，并用于两关节机器 人的轨迹跟踪控制。仿真结果表明，该网络对机器人 轨迹跟踪控制具有很好的效果，是一种行之有效的控 50 制方法。 0601348 一种基于神经网络的畸变图像校正方法 [刊，中]/王珂娜，邹北骥，黄文梅∥中国图象图形学 报 .— 2005， 10(5).— 603~607 提出了一种基于神经网络的畸变图像校正方法。 该方法首先运用图像处理技术从一标准模板的畸变图 像中提取样本，然后以样本像素坐标作为网络输入来 对神经网络进行训练。由于该训练好的神经网络能够 实现畸变图像与非畸变图像之间的映射关系，因此能 达到校正图像畸变的目的。最后对该校正方法进行了 实验，给出并分析了校正实验结果，校正效果令人满 意，并已成功地用于焊接机器人视觉系统。 0601349 在时变环境中进行机器人运动规划的动态 波扩展神经网络模型 [刊，英]/ Lebedev， D.V.， Steil， J.J.， Ritter， H.J.∥ Neural Networks.— 2005， 18(3).— 267~285 介绍了一种新型神经网络——动态波扩展神经网 络( DWENN)，用来在动态环境为移动机器人及机器 人操作器生成路径。 该模型是无参数的， 计算效率高， 不显式依赖于构形空间的维度。回顾了时变领域中现 有的轨迹生成神经网络，并与所提出的模型进行了比 较。介绍了几个代表性的仿真比较以及在大量随机生 成的景物中进行长期运行比较的结果，它们表明，该 模型产生的路径非常短，特别是在高动态环境中。参 60 0601350 应用于PUMA560机器人臂的神经网络路径规 划 [刊，英]/ Aoughellanet， S.， Mohammedi， T.， Bou- terfa， Y.∥ WSEAS Transactions on Systems.— 2005， 4 (4).— 446~449 提出了一个采用重现式神经网络的轨迹规划方 法，其中神经网络的互连具有严格的限制。然后，将 所得到的轨迹应用于在存在障碍物的环境中运动的 PUMA560机器人手臂。 神经网络的各神经元只与较近 的邻近神经元连接。这样可以大大减少互联的数据， 从而降低了网络的复杂度。神经网络从初始状态进化 到最终状态，然后给出机器人必须跟随的最优轨迹， 以便避开障碍物，实现期望的构形。为了避开局部最 小点， 在神经网络活动方程中使用了一个自适应参数。 该方法最重要的特点是，它可以在动态环境中进行实 时轨迹规划。参 10 0601351 利用小波基模糊神经网络对移动机器人进 行稳定的路径跟踪控制 [刊， 英]/ Oh， J.S.， Park， J.B.， Choi， Y. H .∥ International Journal of Control， Automa- tion and Systems.— 2005， 3(4).— 552~563 提出了一个基于小波基模糊神经网络( WFNN)的 直接自适应控制法， 用来求解移动机器人的跟踪问题。 为了设计控制器，提出了一个 WFNN结构，它融合了 神经网络、模糊模型与小波变换的优点。这个 WFNN 结构的基本思想是利用神经网络结构实现小波模糊系 统的模糊推理，并利用神经网络的连接权重来表示模 糊推理的参数。我们的控制系统通过梯度下降( GD) 法直接利用控制信号来减小参考轨迹与移动机器人位 姿之间的差异。此外，还通过李亚普诺夫稳定性分析 法利用自适应学习率来训练 WFNN控制器，以确保快 速收敛，也就是说，学习率是自适应确定的，以便快 速地降低移动机器人的状态误差。最后，为了评估采 用 WFNN控制器的直接自适应控制系统的性能，比较 了 WFNN控制器、 FNN、 WNN及 WFM控制器的控制 效果。参 20 0601352 利用模糊径向基函数神经网络生成移动机 器人的路径 [刊，英]/ Saad， M.， Latombe， G.， Suen， K.∥WSEAS Transactions on Circuits and Systems.— 2005， 4(4).— 248~256 提出了一个一体化的移动机器人路径生成方法。 我们选择模糊径向基函数神经网络( RBFNN)来控制 移动机器人沿轨迹运动并避开障碍物。采用了一个非 线性多变量拟合模型，使自主移动机器人在到达目的 地的过程中可以避开障碍物。 RBFNN被用来确定非线 性函数。这些网络是利用模糊聚类法设计的。该方法 的优点是速度快、实现简单、收敛性好、协方差矩阵 简单。在特定的机器人位置上计算了几个参数，根据 这些参数，利用非线性函数可以计算出机器人的下一 个位置。提出了一个将 RBFNN集成为更复杂、有效的 算法的方法。 仿真与实验结果证明了该方法的有效性。 机器人能够在动态环境中跟随一条轨迹并避开障碍 物。参 10 0601353 利用人工神经网络控制机器人操作器与 Pedubot 系统 [刊， 英]/ Constantin， J.， Nasr， C.， Hamad， D.∥Robotica.— 2005， 21(6).— 781~784 针对机器人系统的传统控制，介绍了人工神经网 络，以提高跟踪性能。解释了一些不同的先进动态控 制技术，开发了一个新的二阶递归算法，用来调节神 经网络权重。 提出了 Pendubot 系统在困难情况下的实 时控制问题。给出了一些实验，例如结构的定位与平 衡，与传统的 PD 控制器比较了性能。图 17 参 11 0601354 冗余操作器的位置逆解与几何有界奇异情 况的预防：人工神经网络法 [刊，英]/ Mayorga， R.V.， Sanongboon， P.∥Robotics and Autonomous Systems. — 2005， 53(3-4).— 164~176 针对冗余操作器，提出了一个人工神经网络法， 用来快速计算位置逆解并有效防止几何有界的奇异情 况。本文适当地采用一些有界的几何概念，建立了一 些表征矩阵，从而得到了一个简单的性能指标以及一 个用来避开 /防止奇异点、生成安全路径的零空间向 51 量。新方法采用了一个适当训练的人工神经网络来计 算逆运动学。这个方法采用所提出的零空间向量，这 个向量是由另一个适当训练的人工神经网络计算出 的。平面冗余操作器在比较试验中成功地防止了奇异 情况，证实了所提出的人工神经网络法的有效性。图 12参 18 0601355 基于小脑神经网络的伙伴机器人视觉感知 [会， 英]/ Hashimoto， S.， Kubota， N.， Kojima， F.∥Pro- ceedings of the 2005 IEEE International Conference on Mechatronics and Automation.— 620~625 讨论了伙伴机器人的视觉感知。该伙伴机器人不 仅能够对面对的人进行分类，而且还能对人的表情进 行分类。因此，应从人的图像中抽取各种特征。本文 采用细胞神经网络从顺序图像中抽取各种特征。实验 结果表明，该方法能够抽取出有效的特征，利用原始 图像对人脸进行分类。参 23 0601356 采用连杆机构的移动机器人的神经网络控 制系统 [会，英]/ Sato， M.， Ishii， K.∥Proceedings of the 2005 IEEE/ASME International Conference on Ad- vanced Intelligent Mechatronics(vol.1).— 426~431 轮式运输是移动机器人最常用的一种运输机构， 因为其能量效率很高，而且轮机构简单，其控制系统 研究得也较为深入。 因此， 轮式移动机器人是最实用、 使用最广的一种机器人。然而，轮式机器人在不平整 地面运动方面存在困难。本文研究了采用连杆机构的 六轮移动机器人 Zaurus，以扩展轮式移动机器人的机 动能力。为了评估其机动能力，做了爬越高度为轮径 两倍的突起物的实验。引入神经网络及 PID 控制器作 为控制系统，比较了它们的性能。参 11 遗传算法 0601357 基于遗传算法的并联机器人运动学正解研 究 [刊， 中]/王朋， 段志善， 贺利乐∥机械科学与技术 . — 2005， 24(8).— 956~959,987 采用遗传算法来求解并联机器人的运动学正解， 并且利用灰色关联分析对求解结果进行了分组，得到 了 Stewart 平台并联机器人的 7 组实解。实例表明该 方法简单、方便、具有通用性，是求解并联机器人运 动学问题的一种新策略。 0601358 基于遗传算法的机器人任务最优调度 [刊， 英]/ Zacharia， P.Th.， Aspragathos， N.A.∥Robotics and Computer-Integrated Manufacturing.— 2005， 21(1).— 67~79 工业机器人应该尽量以最小的循环时间完成复杂 任务，以实现较大的生产率。操作器末端执行器访问 大量任务点的最优路线确定问题与著名的旅行销售商 (TSP)相似但不完全相同。将 TSP应用于机器人，需要 优化的量度是时间而不是距离。此外，操作器构形的 选择对于任意两点之间的运行时间影响很大。因此， 应该考虑逆运动学问题的多个解。本文介绍了一个方 法，用来确定关节式机器人末端执行器端部访问任务 点的最优序列，该方法可以应用于任意的非冗余操作 器。该方法基于遗传算法，引入了一种革新性的编码 方法，以考虑逆运动学问题的多个解。结果表明，该 方法可以为六自由度机器人确定大量任务点的最优序 列。参 22 0601359 机器人移动控制问题中微群进化算法的搜 索性能分析 [会，英]/ Kramer， G.R.， Gallagher， J.C.∥ Proceedings of the 2005 IEEE Congress on Evolutionary Computation(vol.3).— 2768~2775 针对机器人移动控制问题， 对微群进化算法( EA) 进行了性能分析。结果表明，在搜索空间的性质下， 可以设计极有效的搜索算法，这些算法大大优于现有 硬件容许的技术。此外，作者认为，这些搜索特征是 许多实际问题都固有的，因此这些结果可以用于更大 的群体。参 25 0601360 GENCEM： 利用多台自主机器人进行协调探测 与地图创建的遗传算法 [会， 英]/ Sotzing， C.C.， Htay， W.M.， Congdon， C.B.∥ Proceedings of the2005 IEEE Congress on Evolutionary Computation(vol.3).— 2317~ 2324 GENCEM 是一个遗传算法， 用于多台自主机器人 的协调探测与地图创建。基于地图协调创建方面以往 的工作，针对同一协调任务，比较了静态方法与进化 方法。在 GENCEM 中，对影响协调行为的参数进行 了进化，在一系列环境下及机器人数量变化的情况下 对手工编码式参数设置法进行了决定性的改进。初步 研究获得了成功，证实了该方法在学习协调行为方面 的可行性，第一阶段要针对更复杂的协调任务与策略 实现一个规模更大的系统。参 14 多智能体与群智能 0601361 群体智能研究综述 [刊， 中]/王玫， 朱云龙， 何小贤∥计算机工程 .— 2005， 31(22).— 194~196 群体智能利用群体的优势，在没有集中控制、不 提供全局模型的前提下，为寻找复杂问题的解决方案 提供了新的思路。首先阐述了群体智能的研究现状， 包括典型的蚂蚁群优化算法、粒子群优化算法、群体 机器人以及算法的应用。在此基础上，对今后的研究 趋势进行了分析和展望 :对群体智能系统底层机制的 研究以及群体机器人的研究将是今后研究的重点，具 有重大意义和广阔前景。 0601362 基于行为的多机器人对手意图识别二次估 计方法 [刊，中]/王磊，孙增圻∥清华大学学报(自然 52 科学版) .— 2005， 45(10).— 1421~1424 针对多机器人系统的对手意图识别提出了基于行 为的行为序列估计和行为规则拟合的二次估计方法， 引入环境约束、危险评价和行为概率作为判据对多个 意图进行排序，避免单一行为结果的推断，实时准确 地为决策提供支持。通过机器人足球这一典型的对抗 性多机器人系统平台进行了验证，证明该方法在实时 性和准确性上均比现有方法有很大提高。 0601363 基于路标的机器人导航中多智能体系统的 进化 [刊，英]/ Ambastha， M.， Busquets， D.， De Man- taras， R.L.∥International Journal of Intelligent Systems. — 2005， 20(5).— 523~539 建立了一个多智能体体系结构，用来在未知环境 中实现基于路标的导航。在这个体系结构下，导航系 统中的各智能体具有一个投标函数，该函数由一组参 数控制。针对两个导航任务，由一个进化方法来调节 参数集合的值，得到了很好的结果。参 19 0601364 不确定世界中的机器人群：可控的适应性 [刊，英]/ Bogatyreva， O.， Shillerov， A.∥ International Journal of Advanced Robotic Systems.— 2005， 2(3).— 187~196 介绍了一个描述针对目标的行为或所编程行为的 方法，以便与不确定的环境交互。我们将各行为的结 构元素(目标、意图)与随机元素简化为具有标准值的 随机变量，以便应用概率方法。这样，就可以估算各 智能体对群体行为的贡献，利用正则化熵指数来检测 系统状态。可能的群体状态的数量是 27。我们认为， 在这 27种状态之间，适应行为具有有限数量的可能路 径。路径与状态可以进行编程，这样，在调整到任意 特定的任务与条件状况后，适应性中将不存在混沌现 象。这个模型被应用于机器人或其它装置在遥远场所 或 /或危险场所的操作中。参 22 0601365 基于模糊行为与视觉行为进行移动机器人 导航的多智能体系统体系结构 [刊，英]/ Mu?oz-Sali- nas， R.， Aguirre， E.， García-Silvente， M.∥Robotica. — 2005， 21(6).— 689~699 提出了一个基于行为的多智能体系统，用来在办 公室环境中控制移动机器人的导航任务。智能体集合 被建构成一个三层混合体系结构。在慎思层，利用环 境拓扑地图创建一个高级抽象规划。其内容为到达期 望的房间所要经过的房间与走廊以及所要穿过的门的 序列。执行与监视层将这个规划翻译成有效技巧的序 列，以实现期望的目标并监视该规划的执行情况。在 控制层，一组智能体实现模糊行为与视觉行为，这些 行为并行运行来引导机器人。模糊行为处理距离传感 器信息的模糊性与不确定性，从而在环境中安全地导 航。视觉行为确定所要穿过的门的位置并注视它，指 明到达这个门的正确方向。门两侧置放了人工路标， 用来说明门的位置。在 Nomad 200 移动机器人上实现 了这个系统，并在实际办公室环境中通过大量的实验 检验了这个系统。图 17 表 1 参 20 0601366 协作式多机器人系统： 基于视觉的采用信息 论的三维地图创建研究 [刊，英]/ Rocha， R.， Dias， J.， Carvalho， A.∥Robotics and Autonomous Systems. — 2005， 53(3-4).— 282~311 协作建立未知环境的三维地图是多机器人系统的 一个应用领域。本文利用基于信息论的概率方法研究 了这个问题。阐述了一个分布式协作体系结构模型， 在这个模型中， 机器人通过有效的信息共享实现协作。 我们利用三维地图概率模型和传感器统计模型根据距 离测量结果更新地图，通过定义地图的熵对不确定因 素进行显式表述。各机器人能够根据自身的距离传感 器测量值建立一个三维地图，并通过共享有用测量结 果与其它机器人合作。利用一个基于熵的信息效用量 度定义了一个协作策略，用来共享有用信息，而且不 会使冗余信息或不必要信息占用通讯资源。各机器人 采用最大信息观点来降低地图的不确定性，利用当前 地图使传感器到达熵梯度最大的前沿区域。利用装备 有立体视觉传感器的移动机器人做了一些实验，验证 了这个框架。图 17 表 1 参 58 0601367 利用移动机器人智能体感知非结构化环境 的智能、有效策略 [刊，英]/ Sujan， V. A .， Meggiolaro， M.A.∥ Journal of Intelligent and Robotic Systems.— 2005， 43(2-4).— 217~253 提出了一个基于信息的迭代式算法，用来规划机 器人的视觉策略，使机器人最有效地建立环境及任务 的三维模型。该方法假定移动机器人的操作器末端执 行器上安装了视觉传感器(手眼系统)。这个算法利用 信息论方法有效地重新定位系统的感知智能体，并利 用物理模型来融合传感器信息，得到一个几何学一致 的环境地图。这是利用仙农信息论推导出的一个量度 实现的，利用这个量度可以确定智能体的最优感知姿 态，从而建立强非结构化环境的地图。然后，利用基 于信息的相关数据化简法在各智能体之间分配这个地 图。这个方法特别适用于非结构化环境，这种环境中 传感器的不确定因素很大。所解决的问题包括：基于 模型的多传感器数据融合、不确定因素及小车悬挂运 动补偿。仿真结果证实了该算法的有效性。图 23 表 2 参 34 0601368 应用机器人的进化式群智能 [会，英]/ Givi- Jr.， S.N.， Schwartz， H.M.∥ Proceedings of the 2005 IEEE International Conference on Mechatronics and Au- mation.— 1005~1010 讨论了一些技术，利用个性特性来实现群智能机 53 器人。个性特性是指各机器人的特征，并且定义了机 器人的行为。讨论了进化理念的应用，以便选择一组 个性特性，它将基于强化学习过程实现进化。介绍了 博弈论的应用，报告了一项仿真来说明其潜力。参 15 九 机器人性能与测试技术 机器人性能 0601369 并联机器人力传递性能分析 [刊，中]/李鹭 扬，吴洪涛∥机械科学与技术 .— 2005， 24(10).— 1176 ~1177,1226 并联机器人雅可比矩阵中包含了输入输出力 /力 矩关系的信息，以此为基础可以进行一些力学性能评 价。然而，力和力矩具有不同的量纲，因而，直接对 雅可比矩阵进行分析计算不尽合理。据此，将雅可比 矩阵分为力雅可比和力矩雅可比，在此基础上，研究 并联机器人在工作空间内的力传递性能和力矩传递性 能。所提方法自然直观，避免了不同量纲的物理量之 间的混合，所得结果物理意义明晰，可用于并联机器 人结构优化。 0601370 四足步行机器人关节位姿和稳定性研究 [刊，中]/王新杰，李培根，陈学东∥中国机械工程 . — 2005， 16(17).— 1561~1566 四足机器人爬行控制的关键是关节位姿的确定、 机器人稳定性的判断和摆动腿顺序的选择。提出了一 种求解关节位姿驱动变量的有效方法，此方法能获得 满意的四足机器人步行步态。通过定义立足点的静态 稳定区域提出了一种机器人稳定性分析的新方法，该 方法不仅避免了复杂的机器人正动力学求解问题，同 时还可给出机器人稳定性和立足点稳定范围的信息。 实际爬行实验验证了所提方法的有效性。 0601371 利用机器人干涉测量感知法提高机器人精 度时估算定位误差的系统技术 [刊， 英]/ Alici， G.， Shi- rinzadeh， B.∥ Mechanism and Machine Theory.— 2005， 40(8).— 879~906 提出了一个系统性技术，利用傅里叶多项式与普 通多项式等解析函数来表示并推算机器人操作器的笛 卡儿定位误差。以 Motoman SK 120机器人操作器作为 实验系统来评估该方法的有效性。作为这个评估过程 的补充部分，辨识了实验系统的运动学参数。整个研 究过程中所需要的位置数据全部由基于激光的动态测 量系统来提供。针对大量的辨识构形，利用位置数据 确定了多项式的系数及运动学参数。 利用 3个笛卡儿空 间轨迹对这个近似与推算方法进行了实验检验，这个 轨迹描述了不同的操作器构形。然后，利用逆运动学 模型的一阶近似对利用多项式估算出的误差进行了校 正。数值结果与实验结果证明，这些解析函数的精度 足以估算操作器位置误差， 不需要进一步的实验数据。 主要结论为：这种采用解析函数的位置误差估算方法 具有实用性和通用性，更重要的是，它可以提高机器 人的精度。参 26 0601372 双足机器人的动态与静态稳定性 [刊，英]/ Ferreira， J.， Crisostomo， M.， Coimbra， A.∥WSEAS Transactions on Circuits and Systems.— 2005， 4(2).— 65~70 介绍了一种双足机器人的控制，它利用倒立摆实 现平衡。提出了一个控制法，它通过对摆的侧向角与 径向角进行校正来实现步态平衡。该方法分为 3个阶 段：第一阶段定义足部运动轨迹，采用位置逆解来计 算机器人的内角，采用位置正解得到机器人关节的位 置与方向；第二阶段得到线加速度与角加速度；第三 阶段计算零力矩点( ZMP)作为所需的稳定性裕度的 验证参数。对机器人在水平面、斜面上行走以及上下 台阶时的步态进行了仿真。为了缩短动态稳定性的计 算时间，以零摆角作为起始点进行交互来实现期望的 稳定性，并与采用静态模型给出的起始角的情况进行 了比较。还评估了表述水平面行走步态所必需的显著 点的数量。这种评估需要建立稳定性质量与计算量之 间的关系，因此必须确定大量的显著点来实现这种关 系，从而令人满意地表述步态。参 12 0601373 动力学版手部最小颤振标准 [刊，英]/ Svi- nin， M.， Masui， Y.， Luo， Z.-W.∥ Journal of Robotic Systems.— 2005， 22(11).— 661~676 研究了仿人伸展运动的轨迹形成问题。首先，回 顾了机器人学及计算神经科学在预测伸展运动时采用 的最优性传统标准，提出了一个动力学版的手部最小 颤振标准。我们称之为最小驱动力变化标准，并针对 自由空间运动检验了它的性能。接着，针对人手受到 外部环境几何约束的情况，测试了新标准在运动中的 性能。还测试了新标准在柔性物体运动中的性能。这 些运动的主要特点是，手部速度轮廓不总是钟形的。 仿真及初步实验结果表明，最小驱动力变化标准可以 粗略地反映这个特点，因此是对仿人伸展运动进行建 模的一个合理备选方案。图 14 表 1 参 40 0601374 非冗余机器人操作器的加速性能量度—— 驱动效率 [刊， 英]/ Bowling， A.P.， Khatib， O.∥ Journal of Robotic Systems.— 2005， 22(12).— 759~766 提出了一个性能量度——驱动效率，它描述了非 冗余机器人操作器在不同方向上可以实现的末端执行 器加速度之间的不平衡性。该量度的关键特点是，在 其开发过程中，各单元在平移加速度与转动加速度之 间的差异是以一种有物理意义的方式处理的。这个量 度还指出了一些尺寸过大的驱动器，它们会导致可以 实现的加速度中的不平衡现象。该量度是基于动力学 54 性能方程表达式开发的。动力学性能方程所确定的动 力学性能超表面的形状也可说明末端执行器可实现加 速度的不平衡程度，但它是一个比较弱的指标。图 7 参 17 0601375 蒙特卡洛定位中重大估算误差的恢复方法 [刊，日]/上田隆一，新井民夫，浅沼和范∥日本日本 ロボット学会誌 .— 2005， 23(4).— 466~473 蒙特卡洛定位法是一种常见的移动机器人定位 法，其本身就有很大的估算误差需要恢复。本文新提 出了一个恢复方法，称作扩展重置法。还提出了扩展 重置法与传感器重置法的组合，后者是一种典型的重 置方法。然后，在 RoboCup 仿真环境中比较了我们的 方法与其它方法。在试验过程中，仿真器产生了一些 典型的移动机器人事件。经检验，扩展重置法可以有 效地从机器人姿态的小规模非常规变化中恢复，而组 合方法可以处理较大的及较小的非常规变化。图 8 表 4 参 18 0601376 利用等价输入干扰推算法提高抗干扰性能 [刊，日]/佘锦华，大山恭弘，小林裕之∥计测自动 制御学会论文集 .— 2005， 41(10).— 797~802 通过推算等价输入干扰，提出了一个新的提高伺 服系统抗干扰性能的方法。首先，定义了等价输入干 扰的概念。接着，介绍了一个采用这种新型干扰估算 法的改进型伺服系统的构形。然后，解释了一个采用 干扰推算结果的控制律的设计法。最后，利用二指机 器人手的定位控制说明了该方法的有效性。 图 8 参 17 机器人可靠性 0601377 管道机器人可靠性分析模糊评判方法研究 [刊， 中]/许冯平， 邓宗全∥机械设计 .— 2005， 22(10). — 11~13 基于模糊数学和系统可靠性的理论，提出了一种 管道机器人可靠性分析的模糊评判方法，该方法是将 机器人分为若干子系统，各子系统可靠性影响因素相 同，而每个子系统的因素重要程度模糊子集和单因素 评判矩阵不同，这样不仅从评判模型上考虑了各影响 因素的不同作用，而且在方法上考虑了各影响因素对 不同子系统的不同作用程度， 因此更具有综合的特点。 0601378 基于模型的机器人故障诊断法 [刊，英]/ Liu， H.H.， Coghill， G.M.∥ Knowledge-Based Systems. — 2005， 18(4-5).— 225-233 提出了一个基于模型的机器人故障在线诊断法： 第一优先级诊断引擎( FPDE)。 FPDE的第一原理是， 只要机器人的关键变量在可接受的范围内，就认为机 器人工作良好。 FPDE由 4个模块组成：界限发生器， 间隔过滤器、基于组件的故障推理机( FPDE的核心) 以及故障反应模块。界限发生器根据间隔计算结果以 及制造标准，计算出机器人参数的界限。间隔过滤器 给出各预先确定的间隔的特征值，指明相应的故障。 FPDE的核心是一个两阶段诊断过程：首先，检测机器 人末端执行器的相关参数，看看机器人是否处于故障 状态；第二，如果处于故障状态，它在组件层缩小故 障。 FPDE可以通过引入特征值来辨识单一故障与多故 障。故障反应模块提供了一个激发应急操作或故障控 制法的接口，甚至可以是系统重构。最后，给出了仿 真结果，并对一个案例研究进行了讨论。参 18 0601379 一个关节发生锁死故障的六足机器人的步 态合成 [刊， 英]/ Yang， J.-M.∥Robotica.— 2005， 21(6). — 701~708 提出了一个为六足步行机器人生成容错步态的策 略。 如果多足机器人在发生一个故障后能够继续行走， 并保持静态稳定性，则认为它对该故障是容错的。本 文考虑的故障为关节锁死故障，其中腿部的某个关节 不能移动，被锁死。推导了六足机器人在平地上进行 直线行走时存在容错步态的运动学条件。介绍了一个 生成容错步态的算法，特别是，给出了一些周期性步 态，用来在六足机器人发生关节锁死故障时实现前进 行走。根据步态研究与机器人运动学，以解析方式推 导了腿部序列及步长公式。对采取波状步态的六足机 器人在发生故障后的行走进行了案例研究，证实了该 方法的适用性。图 12 参 17 机器人性能测试设备 0601380 机器人标定算法及在打磨机器人中的应用 [刊，中]/王东署，李光彦，徐方∥机器人 .— 2005， 27(6).— 491~496,501 首先介绍了机器人位姿匹配的基本原理，以及两 种通用的机器人几何参数标定的优化算法：非线性优 化方法和递归线性方程法，并分别利用这两种优化算 法对打磨机器人的几何参数进行了标定。 在此基础上， 通过分析影响打磨机器人位置误差的因素，从参数集 中剔除对位置误差影响不敏感和无法区分其影响效果 的因素，再采用前述优化算法对机器人几何参数进行 标定。仿真结果表明此标定效果和前者相比无显著差 异， 在一定情况下甚至优于前者。 因此在标定过程中， 可以采用把冗余参数去除来对机器人进行精确标定。 0601381 硅晶片搬运中基于夹具的工业机器人标定 [刊， 英]/ Zhang， M.T.， Goldberg， K.∥Industrial Robot. — 2005， 32(1).— 43~48 半导体制造业需要操作精度很高的机器人，其安 装 /准备时间应很短。我们针对晶片搬运机器人，开发 了一种快速、低成本、易于操作的标定系统。该系统 由一个夹具和一个简单的补偿算法来限定。给定机器 人的重复精度、末端执行器的不确定性及晶片放置点 55 的容差需求后，基于统计容差模型推导了夹具设计与 放置规格。利用这种基于夹具的标定法，成功地将末 端执行器的容差要求放松了 20倍。半导体制造业需要 快速、易操作的标定系统来标定晶片搬运机器人。本 文介绍了一个新方法，利用夹具来求解该问题。建立 了夹具设计标准，开发了一个简单的补偿算法，以满 足标定要求。我们还利用物理实例检验了这个方法。 参 18 十 机器人技术的应用 制造业用机器人 0601382 弧焊机器人摆动跟踪时摆幅与频率的模糊 模式识别 [刊，中]/段晓宁，武传松，胡家琨∥机械工 程学报 .— 2005， 41(9).— 228~231 针对 10mm 厚钢板 V 形坡口接头的弧焊机器人摆 动跟踪焊接， 实时测量电弧电压和焊接电流的瞬时值， 对其进行两次统计处理，构建不同摆幅和摆动频率时 的焊接电参数特征矢量，采用模糊模式识别技术，建 立了焊接电参数特征矢量与摆动焊接摆幅和频率的内 在联系，为定量研究摆幅和频率对 V 形坡口焊缝成形 的影响提供依据。 0601383 车底检查机器人导航控制研究 [刊，中]/邹 丹，王田苗，陈殿生∥计算机工程与应用 .—2005， 41(35).—1~3 针对采用履带式行驶机构的车底检查机器人，提 出了一种基于模糊控制的航向纠偏算法，算法在实时 嵌入式多任务控制系统中得到了具体实现，解决了机 器人在行走过程中偏离航向以及误差累积的问题。通 过试验验证了该算法的有效性，保障了航向纠偏的实 时性。文中给出了模糊控制器的详细设计过程，并且 给出了在不同行驶速度时，应用航向纠偏算法的机器 人与无航向纠偏算法的机器人之间的航向数据对比曲 线。 0601384 机器人施釉系统主控软件 [刊， 中]/王海峰， 陆文娟，冯川∥计算机工程与应用 .— 2005， 41(28). — 97~99,120 文章介绍了机器人施釉主控软件系统的设计与实 现。主控软件系统采用了多线程，闭环反馈控制，视 觉伺服，三维仿真监控等技术，实现了对机器人施釉 系统的控制。测试表明，所设计的主控软件系统满足 设计要求。 0601385 基于灰度形态学的图像处理在焊缝识别中 的应用 [刊，中]/胡瑢华，刘国平，张华∥计算机工程 与应用 .— 2005， 41(27).— 209~210,232 采用爬行机器人 CCD 获取的焊缝原始图像，充 分利用其灰度分布信息，提出了一种基于灰度形态学 的图像处理算法。该算法能针对不同的焊缝，通过灰 度形态学滤波等处理，提取焊缝的特征。实验结果表 明该算法能满足实时、准确性要求。 0601386 复杂曲面工件的超声无损检测系统研制 [刊，中]/杨辰龙，周晓军∥中国机械工程 .— 2005， 16(18).— 1622~1625 为了实现大型复杂曲面工件的自动化缺陷检测， 开发了超声无损检测机器人系统。论述了复杂曲面工 件的超声检测原理、检测机器人系统模型、分布式的 系统控制模式。工件检测试验表明，该系统具有较好 的稳定性、可靠性，检测精度高、效率高，能达到工 业生产的要求，在大型复杂曲面工件的超声检测中有 良好的应用前景。 0601387 面向熔射快速制模的机器人自动研磨系统 的开发 [刊，中]/张海鸥，胡永凉，王桂兰∥中国机械 工程 .— 2005， 16(17).— 1515~1518 为解决熔射制造大中型汽车覆盖件模具过程中人 工研磨时间长、劳动强度大等问题，建立了面向熔射 快速制模的机器人自动研磨系统。在该系统上进行机 器人研磨工艺参数实验研究，得到了研磨角度、机器 人行走速度和路径对研磨表面质量的影响规律；在此 基础上选择合适的研磨条件，在通过等离子熔射制造 的模具表面皮膜上进行了研磨实验。实验研究结果表 明，保持适当的研磨压力，选取合理的机器人行走速 度、研磨角度、进给量，可得到较好的研磨效果。该 机器人自动研磨系统适用于熔射制造的模具及一般模 具的研磨过程。 0601388 龙门型机器人的误差补偿法以及基于激光 视觉传感器的底盘模块测量系统 [刊，英]/ Dunin-Bar- kowski， I.， Yang， S.-H.， Kim， Y. - S .∥ International Jour- nal of Advanced Manufacturing Technology.— 2005， 27 (3-4).— 329~333 针对一种基于龙门型机器人的三维激光测量系 统，介绍了一个误差补偿法，用于汽车底盘子框架模 块的尺寸测量。该方法基于一个几何模型，该模型描 述了龙门型机器人在安装时可能出现的扭曲。这种误 差补偿模型可以使龙门型机器人的定位误差降低几 倍。参 6 0601389 汽车制造中用于尺寸测量的机器人路径规 划 [刊， 英]/ Sheng， W.H.， Xi， N.， Song， M.M.∥ Journal of Manufacturing Science and Engineering.— 2005， 127(2).— 420~428 提出了机器人路径规划问题，开发了一种采用手 眼机器人操作器的全自动尺寸测量系统。首先，简要 介绍了我们实验室开发的基于 CAD的视觉传感器规 划系统，它利用 CAD模型及摄像机模型来规划摄像机 的视点。 规划系统采用一个分解法来生成摄像机视点， 56 所生成的视点满足指定的任务约束。接着，为提高手 眼机器人检测系统的效率，研究了机器人路径规划， 这是本文的重点。这个问题被看作是一个旅行销售商 问题( TSP)。开发了一个新的递阶式方法来求解 TSP， 达到准最优性。该方法并不是求解大型 TSP，而是利 用视点的聚类性质，将 TSP转化为一个聚类旅行商销 售问题( CTSP)。 提出了一个快速求解 CTSP的新算法， 它支持群体间的路径。分析了新算法的性能。结果表 明，它并没有现有文献中报告的固定性能比率，但可 以实现与聚类直径相关的恒定界限。实验结果证实了 这个机器人运动规划系统的有效性。该路径规划法可 以快速取得许多大型 TSP的亚最优解，这种问题在很 多机器人应用中都是常见问题。参 23 0601390 制造系统及机器人运动的建模 [刊，英]/ Kost， G. G.， Zdanowicz， R.∥ Journal of Materials Pro- cessing Technology.— 2005， 2.— 1369~1378 研究了柔性机器人化制造系统在运动方面的辨 识、建模与仿真等相关问题。考虑最优算法 (对系统性 能有控制作用 )的建模与开发， 表征了制造系统组织结 构的性质。给出了单元柔性系统的建模过程，其中采 用了 Petri网理论以及模板参数，得到了由工业机器人 管理系统时在最典型情况下的仿真结果。参 15 0601391 考虑热变形情况下弧焊机器人的调度 [刊， 英]/ Kim， H.-J.， Kim， Y. - D .， Lee， D.-H.∥ Journal of the Operational Research Society.— 2005， 56(1).— 39~50 重点研究了弧焊机器人的调度问题，也就是确定 弧焊操作顺序的问题，需要避免造成目标热扭曲，而 且完成一组指定的焊接操作所需的时间最短。各焊接 操作由具有两个端点的焊线来说明，每个端点都可能 是该焊线的焊接起点。由于热扭曲的原因，相邻焊线 进行焊接操作时必须隔一段时间(延迟)。我们开发了 几个试探算法，其中根据焊接问题的特征改进了旅行 销售商问题的试探法。 为了说明了这些试探法的性能， 利用一些随机生成的测试问题做了一些计算实验，给 出了结果。参 25 0601392 机器人装配中采用改进型弹性体切变垫 (ESP)的新型可变远程依从中心装置(VRCC)的开发 [刊，英]/ Lee， S.∥IEEE Transactions on Automation Science and Engineering.— 2005， 2(2).— 193~197 开发了一种可变远程依从中心装置( VRCC)。该 VRCC 结构简单，可以改变依从中心的位置，锁定 VRCC。它由一个顶板、一个底板和两个改型弹性体 切变垫( ESP)组成。改型 ESP 的刚性轴中有一个洞， 刚度调节杆( SAR)插在 ESP 的这个洞中。 改型 ESP 的 刚度可以根据 SAR 的插入深度进行调节， 由于 VRCC 的依从中心依赖于 ESP 的刚度，因此可以对其进行自 由调节。而且，将 SAR 穿过改型 ESP，还可以很容易 地锁住 VRCC。为了检验这个 VRCC 的有效性，制作 了 VRCC 的样机，根据 SAR 的插入深度，测量了依 从中心的变化。参 16 0601393 机器人示教编程中任务级装配策略的构筑 [刊，英]/ Chen， J.R.∥The International Journal of Ro- botics Research.— 2005， 24(12).— 1073~1085 针对示教编程，提出了一个新的补充研究方向。 我们采用“任务级”演示视图，并注意到这个级别也 存在噪声。提出了一个基于混合动态系统建模法的框 架，用来选择已演示的最优的任务级执行策略。将这 个框架应用于实际的家庭插入任务。做了一些实验， 它们表明，采用我们的方法进行示教编程，可以大大 提高机器人的任务性能。图 7表 1参 33 0601394 采用二维视觉系统提高工业机器人智能的 研究 [会，英]/ Cheng， F.S.， Denman， A.∥Proceedings of the 2005 IEEE International Conference on Mecha- tronics and Automation.— 1185~1189 最近，工业机器人的研发目标是提高工业机器人 应用领域的鲁棒性、柔性与智能。提出了一个方法， 利用二维视觉技术在拾放操作中提高工业机器人的智 能。该方法解决了该二维视觉系统装置、机器人系统 装置与机器人编程的问题及解法。这个结果表明，该 方法有效地提高了视觉引导型机器人操作的精度、柔 性及智能。参 7 0601395 自组织装配系统中运输用移动机器人行为 的设计 [会，英]/ Lazinica， A.， Katalinic， B.∥Procee- dings of the 2005 IEEE/ASME International Conference on Advanced Intelligent Mechatronics(vol.2).— 1547~ 1552 仿生装配系统是一种自组织式装配系统，其基本 元素是自主移动机器人。 该系统的基本特征是自组织、 适应与重构。 本文重点是系统中的运输用移动机器人， 介绍了机器人在 Webots 软件中的导航仿真。 运输用移 动机器人在车间环境中导航时具有避碰能力，能够柔 性地处理变化的环境。参 6 0601396 工业机器人单元上进行视觉伺服应用的实 验装置 [会，英]/ Lippiello， V.， Siciliano， B.， Villani， L.∥ Proceedings of the 2005 IEEE/ASME International Conference on Advanced Intelligent Mechatronics(vol. ). — 1431~1436 针对工业机器人单元上的视觉伺服应用，提出了 一个实验装置。 该装置由两台工业机器人操作器组成， 这两台操作器装备有气动手爪、视觉系统及带式运送 机。原工业机器人控制器被一台 PC 机替代，其软件 在实时型 Linux 操作系统下运行。开发了一个称作 VESPRO 的面向视觉的软件环境，它在 Windows NT 57 操作系统下在 PC 上运行，可以进行编程。它可以利 用一台或几台摄像机完成图像处理与视觉跟踪任务。 采用高级用户接口， 可以基于视觉测量船快速、 安全、 可靠地为单台机器人与双臂机器人单元建立控制方法 的原型。参 12 0601397 利用柔性操作器进行加工： 提高机器人加工 性能 [会，英]/ Zhang， H.， Wang， J.J.， Zhang， G.∥ Proceedings of the 2005 IEEE/ASME International Con- ference on Advanced Intelligent Mechatronics(vol.2).— 1127~1132 提出了利用柔性工业机器人提高机器人加工性能 的关键问题及方法。与 CNC 机床相比，工业机器人 的刚度要低得多，因此产品的质量不可接受、产率较 低。利用一个新方法来解决这个问题，该方法包括刚 度建模实时变形补偿法，对质量及受控材料去除率进 行补偿，以提高效率。实验结果表明，可以提高生产 率及表面精度，表明工业机器人有望实际应用于目前 不可能实现的机加工领域。参 10 0601398 不考虑机器人之间的几何关系由多台移动 操作器搬运一个物体 [刊，日]/平田泰久，久米洋平， 泽田拓郎∥日本日本ロボット学会誌 .— 2005， 23(1). — 130~146 针对多台移动操作器协作搬运一个物体的情况， 提出了一个离散化控制算法。该算法控制各机器人的 抓握点，就好象具有虚拟的三维角轮动力学。它没有 使用机器人之间的几何关系，而是基于头车—随车型 控制算法令多台移动操作器搬运一个物体。实验中， 将这个控制算法应用于多台移动操作器，实验结果证 实了该控制算法的有效性。图 12 参 13 0601399 考虑 AGV 系统的规划时间通过信息参数化 法设计运送机的路线 [刊，日]/千叶龙介，太田顺，新 井民夫∥计测自动制御学会论文集 .— 2005， 41(4).— 343~350 运送机路线设计问题对于设计有效的自动引导车 (AGV)系统非常重要。本文针对 AGV 系统提出了一 个有效的运送机路线设计法。我们用规划成本、感知 宽度与动作预测对运送机路线设计问题进行参数化表 示。然后，采用遗传算法为 AGV 系统设计这些参数。 通过仿真检验了这个方法的效果。结果表明，该方法 可以使运送量提高 24%。图 5 表 3 参 9 0601400 大型模块式结构的自动装配系统 [刊，日]/ 寺田弦，村田智∥日本日本ロボット学会誌 .— 2005， 23(5).— 612~618 本文旨在给出利用专门设计的模块自动建立构 造物的方法。各模块不仅是构造物的组成元素，而且 还可以由机器人进行自动装配，这种机器人是专门设 计用来搬运模块的。模块的形状便于校准，为实现模 块之间的连接，装备了自动连接机构。装配机器人能 够在由这些模块组成的构造物上运动，并将模块以期 望的方向携载到期望的位置， 然后进行装配(连接到其 它模块)。 整个系统采用模块式设计， 建立构造物所需 的重要功能之间实现了平衡配置，它最终将降低系统 的总体复杂度。图 15 参 11 0601401 可建立自由态表面的焊道研磨机器人的开 发 [刊， 日]/谷本圭司， 则次俊郎∥日本日本ロボット 学会誌 .— 2005， 23(7).— 831~838 汽车门框的角上存在焊道，必须加以研磨，使其 好象没有焊道一样。研磨任务通常由熟练工人完成。 这种焊道在交接区域存在交接块及焊接扭曲，它们增 大了实用研磨机器人系统的开发难度。我们认为，研 磨任务应该在焊道区域建立平滑的自由态表面，不要 只磨掉焊道。本文提出了一个新的研磨方法，它由 4 种不同的技术组成。第一项技术利用高速 CMM(坐标 测量机)来测量焊道区域的形状。 第二项技术根据测量 数据估算目标 Bezier 表面。第三项技术的重点是根据 研磨体积及研磨带的性质计算最优的机器人轨迹。最 后，利用第四项技术，机器人将受到精确控制，跟踪 所计算出的轨迹。本文还给出了采用新开发的机器人 系统得到的研磨精度实验结果。图 21 表 3 参 10 机器人在能源工业中的应用 0601402 一种智能巡检机器人的体系结构分析与设 计 [刊，中]/李向东，鲁守银，王宏∥机器人 .— 2005， 27(6).— 502~506 介绍了一种变电站巡检智能移动机器人基于模块 设计思想的软硬件体系结构，给出了基于该体系结构 的车体运动学建模和避障算法。通过机器人的现场运 行验证了该体系结构的合理性以及可行性。 0601403 不可开挖的燃气管线的检测机器人 [刊， 英]/ Torbin， R.∥Pipeline World.— 2005，( 8).— 27~30 美国能源部与东北燃气协会正在资助开发 RoboSca，一种机器人管线检测系统，能够越过许多 典型障碍物。总体平台由几个模块组成，包括前后牵 引机、分段式磁通泄漏( MFL)传感器、电池、电子装 置/控制装置。 它能够越过传感器的管线障碍物， 包括 塞阀、连续弯送煤、管径的较大变化、密封肘管、斜 面连接以及畅通的 T形管。这项计划预计于 2007年 6月 完成。 机器人农业中的应用 0601404 采用果实分级移动机器人建立产出与质量 图 [刊，英]/ Qiao， J.， Sasao， A.， Shibusawa， S.∥Bio- systems Engineering.— 2005， 90(2).— 135~142 局部化的作物产出测量是在空间变化基础上确定 58 收益的重要要求。农产品的质量对市场价值有直接影 响。因此，除产出图外，还需要建立质量图。本项研 究采用移动式果实分级机器人，来建立甜椒的空间产 出与质量信息数据库。然后，开发了一个利用数据库 实时建图的方法。从 300棵作物上收获了 372颗甜椒， 利用它们在实验室做实验。得到了作物位置、收获时 间、 果实指数(一棵作物上收获的果实数)、 果实大小、 色泽、形状、瑕疵以及级别或重量等信息。根据这些 信息源，建立了一个数据库，以便绘制产出图与质量 图。结果表明，这个数据库可以作为产出与质量图来 描述产出与质量的空间变化， 所开发的建图程序有效、 实用，该系统可以实时应用。参 20 0601405 采桔机器人的样机： 历史、 新机器人及实验 结果 [刊， 英]/ Muscato， G.， Prestifilippo， M.， Abbate， N.∥ Industrial Robot.— 2005， 32(2).— 128~138 为了实现无人干扰情况下水果采摘与搬运的商用 农业操作，介绍了一项关于水果采摘与搬运箱方面的 全自主机器人的研究活动。结果，水果采摘机器人每 摘一个橙子需要 8.7秒，比引用的评估时间 6秒略长。 最近对该系统进行了测试，其生产率还不足以替代人 进行采摘。要想实现更有效的机器人系统，需要进行 进一步的机械改进， 使用更鲁棒、 更具适应力的算法。 实验结果及新的仿真都令人鼓舞。 它有助于降低成本， 并且可以保证很高的可靠度。参 21 0601406 温室园艺中采摘机器人的甜椒识别与切割 系统 [会，英]/ Kitamura， S.， Oka， K.∥Proceedings of the 2005 IEEE International Conference on Mechatro- nics and Automation.— 1807~1812 介绍了温室园艺中采摘机器人的甜椒识别与切割 系统。该采摘机器人的图像处理系统具有并联的立体 视觉、摄像机定位系统，以便利用视觉反馈控制与切 割设备来跟随甜椒。制作并介绍了机器人样机。样机 实验证明，切割系统的性能依赖于甜椒果实的识别情 况。结果，该机器人能够采摘甜椒。参 4 机器人在航天技术中的应用 0601407 双臂四自由度空间机器人捕捉未知目标的 参数辨识 [刊，中]/郭琦，洪炳镕∥机器人 .— 2005， 27(6).— 512~516 给出了双臂四自由度空间机器人捕捉未知目标的 参数辨识方法。 该方法基于线动量和角动量守恒定律， 推出了机械臂负载未知目标的新的末端效应器的质 量、质心和转动惯量的方程组。在线测量当机械臂运 动时的本体的线速度和角速度，以求得方程组中这些 未知的惯性参数。数值试验显示了该方法的有效性。 0601408 CFX 与 USAERO 的水下机器人操纵性仿真计 算研究 [刊， 中]/康涛， 胡克， 胡志强∥机器人 .— 2005， 27(6).— 535~538 研究了借助计算流体力学软件 CFX 与 USAERO 对水下机器人的操纵性进行仿真计算的方法，并将仿 真计算结果与模型试验结果对比，验证仿真计算的可 行性，指出仿真计算的适用范围。该方法可以对某些 现实中难以进行的操纵性试验进行仿真计算，对于研 究水下机器人的操纵性尤其是在方案设计阶段的操纵 性设计和降低试验成本有一定的现实意义。 0601409 自由浮动空间双臂机器人的鲁棒协调控制 [刊，中]/王从庆，石宗坤，袁华∥宇航学报 .— 2005， 26(4).— 436~440,470 研究自由浮动空间双臂机器人在本体位置、姿态 均不加控制时，抓取物体运动情况下的动力学协调控 制。根据空间双臂机器人抓取系统的闭链约束关系， 推导出广义雅可比矩阵，针对抓取系统动力学模型的 不确定性，提出一种鲁棒协调控制方法，来控制被抓 物体的运动，使被抓物体的运动轨迹跟踪期望的运动 轨迹，并保证内力跟踪误差的有界性。通过对自由浮 动空间平面双臂机器人进行鲁棒协调控制仿真实验， 结果表明了该方法的有效性。 0601410 规划失败： 模块式可修复机器人小组的任务 设计 [刊，英]/ Stancliff， S.B.， Dolan， J.M.， Trebi- Ollennu， A.∥ European Space Agency(Special Publi- cation).— 2005， 603.— 869~876 针对由模块式机器人组成的机器人小组，提出了 一个利用随机仿真评估其可靠性的方法。针对一个行 星探测实例，利用该方法来评估具有空闲模块的可修 复机器人小组与不可修复机器人小组的性能。结果表 明，对于这个任务而言，即使不可修复机器人所使用 的元件的可靠性比可修复机器人高几个数量级，可修 复机器人小组的任务完成概率也要比不可修复小组 高。参 7 0601411 自由飞行机器人的抛物线飞行测试： 运动学 控制 [刊，英]/ Menon， C.， Aboudan， A.， Cocuzza， S.∥Journal of Guidance， Control， and Dynamics.— 2005， 28(4).— 623~630 在维护操作中，装备有机器人臂的自由飞行机器 人在工作时需要不干扰周围的环境，并且排除不必要 的基座振荡的影响。本文给出了一种三维自由飞行机 器人样机的基础理论、运动学控制软件及实验结果， 它可以利用末端执行器跟随指定的轨迹，同时令基座 运动最小化。通过抛物线飞行测试取得微重力环境， 在这种微重力环境中做了一些实验。为了进行研究， 只令基座绕其偏航轴的旋转最小化，采用的是四自由 度机器人臂。利用位于基座上的惯性平台对机器人基 座的位移进行了监测。实验结果证明了通过抛物线飞 行中测试这种机器人是可行的，说明了所开发的运动 59 学控制软件在最小化基座位移方面的有效性，指明了 未来发展的方向。参 57 0601412 通过技巧获取学习由自主空间机器人完成 精密装配 [刊，英]/ Tanaka， H.， Yamamoto， N.， Yairi， T.∥European Space Agency(Special Publication).— 2005， 603.— 609~616 介绍了自主空间机器人精密装配技术的开发。确 定了空间机器人的一些最基本的要求，然后讨论了如 何在精密装配任务中实现它们。检验了在太空中获取 技巧的一个实用方法，采用的是渐进式搜索与简单的 学习技术。通过机器人手臂的装配实验，演示了这个 方法及控制策略的有效性。还介绍了 CellSat、装配的 目标对象及其装配系统。这种精密控制技巧的开发增 强了 CellSat系统的可行性，有助于自主机器人在空间 中完成精密装配任务。参 7 0601413 自主探测漫游器的机器人动作规划与执行 控制 [刊，英]/ Gallien， M.， Ingrand， F.， Lemai， S. ∥ European Space Agency(Special Publication). — 2005， 603.— 665~673 针对地外探测漫游器，提出了进行时间规划与执 行控制的原始方法，并给出了实验结果。该方法可以 进行规划修复与重新规划，完全集成在机器人上，可 以完成漫游器探测等任务。 我们的结论有两层。 第一， 这些规划 /规划修复方法与技术目前已经成熟， 可以求 解实际问题。第二，利用现有的硬件，它们可以集成 在现有体系结构中，用于全操作型机器人上。参 18 0601414 用于行星探测的跳跃机器人 [刊，英]/ Du- puis， E.， Montminy， S.， Allard， P.∥ European Space Agency(Special Publication).— 2005， 603.— 287~292 加拿大空间局( CSA)正在研究一些技术，通过减 小着陆平台的尺寸来降低行星探测任务的成本。微型 化的一个后果是轮式等传统的移动方法不再适用。对 于小型漫游器而言，即使是很小的障碍物，也很难翻 越。 所以， 必须研究替代的移动方法来解决这个问题， 完成微型化漫游器任务。微型化的另一后果是太阳能 电池所能得到的电能非常少。根据这些约束，正在针 对火星探测设计跳跃机器人并制作样机。 2004年，制 作了该机器人的一个模型，以说明在这种微小包内完 成有用的科学探测的可行性。 CSA设计方案的特殊之 处在于，它利用白天的温度变化来积蓄跳跃所需的机 械能。跳跃机构基于新型柱状剪刀机构。本文给出了 火星着陆器微型化方面的比较研究结果，介绍了这种 系统需要满足的主要的约束，介绍了这种跳跃机器人 的操作概念，以解决这种尺寸的行星漫游器着陆任务 的一些关键问题。参 5 0601415 多机器人空间装配的滑动自主性结果 [刊， 英]/ Heger， F.W.， Hiatt， L.M.， Sellner， B.∥European Space Agency(Special Publication).— 2005， 603.—— 489~496 建立了一个软件体系结构，令机器人群与人共同 完成紧密协作任务，例如在轨道上或行星表面上完成 结构装配。 我们预计今后机器人将自主完成这种工作， 但目前的技术水平还不足处理所有可能发生的情况。 我们的体系结构将机器人的功能与人的直觉结合起 来，提供了一个原理性的方法，通过人的参与来提高 任务效率及鲁棒性。我们将这种混合式控制策略称作 “滑动自主性” 。 机器人尽可能自主地完成任务， 而在 任务不易自动完成或机器人失效时接过控制权独自完 成或协助机器人完成任务。本文讨论了最近的实验结 果，这些实验说明了不同的自主度对系统总体性能的 影响。引入两种滑动自主性，可以实现高可靠度的遥 控系统及高效率的自主操作。对操作者的脑力需求直 接正比于系统效率的提高。参 15 0601416 一 个对漫游器进行动力学分析的有效方法 [刊，英]/ Meghdari， A.， Karimi， R.， Pishkenari， H.N.∥Robotica.— 2005， 21(6).— 771~780 提出了一个新的漫游器动力学表示方法。这些多 体系统极其复杂，特别是在不平整地面上，这迫使我 们使用这种情况下通常使用的 Kane 方法。作为实例， 推导了 CEDRA 救援机器人(使用虾形机构)这种六轮 漫游器的符号方程，给出了其正逆动力学的仿真。这 些方程意义明确，各个项都有物理意义，代表了各参 数的影响，因此它得到了一个对漫游器性能进行比较 的框架。尽管该方法是面向二维非滑动情形的，但它 对于尺度与动态优化、高速运动分析及各种控制算法 的检验也极为有用。而且，它可以扩展到三维情形及 其它复杂的机构与漫游器，并保持其固有的优点，便 于处理非完整约束。图 8 参 19 0601417 SmartNav： 一种无规则的探测车模糊导航法 [刊，英]/ Seraji， H.∥ Journal of Robotic Systems.— 2005， 22(12).— 795~808 介绍了 SmartNav无规则模糊方法的基本概念，用 来使探测车安全地穿过危险的自然地域。探测车导航 时需要评估和比较多条备选路径， 这种新型 “无规则” 方法降低了探测车导航的复杂度。 SmartNav探测车导 航体系结构将目标到达行为与局部及区域危险规避行 为结合起来。在被选与未被选地区之间，目标优先因 素与安全性优先因素是不同的。目标优先因素基于该 地区相对于指定目标位置的方向进行地区评估。安全 性优先因素基于地区的局部或区域危险度进行地区评 估。将这些地区评估法结合起来可以得到各地区的有 效优先因素。然后，比较所有地区的优先因素，选择 探测车的朝向命令。探测车的速度命令是根据目标距 离及所选地区的安全优先因素进行计算的。在探测车 60 的整个运动过程中，以上导航步骤不断地重复。给出 了一些数值实例，以说明文中介绍的基本概念，而且 还规划了商用探测车上的试验。图 16参 18 0601418 在轨维护机器人的可视/热红外复合传感器 系统 [刊，日]/町田和雄，钓慎一郎，岩崎晃∥日本日 本ロボット学会誌 .— 2005， 23(7).— 864~867 针对在轨服务机器人， 建立了可视 /热红外传感器 的初步模型。可视的热红外传感器融合了机器人超级 眼的功能。实验结果表明，通过融合可视热红外传感 器，可以更有效地诊断空间设备。而且，利用热红外 图像估算卫星或飞行体的的位置与姿势可以实现它们 的可视化，将数据库中的可视图像重叠在其上可以显 示这些物体， 即使这些物体处于日蚀中或被阴影遮断。 图 8 表 1 参 8 机器人在海洋开发中的应用 0601419 一种欠驱动水下机器人手爪的作业能力研 究 [刊，中]/聂余满，许德章，王勇∥机器人 .— 2005， 27(6).— 497~501 在分析当前机器人手爪研究现状的基础上，根据 水下作业任务特点，确定了作业型水下机器人多传感 器手爪的设计需求，研究了水下手爪原理样机的作业 能力， 结合典型物体的抓取给出了关键参数关系 .该样 机可满足在指定环境下进行目标识别、抓取、简单装 配、搬运等典型操作任务的要求，为操作型水下机器 人多传感器手爪感知系统的研究提供了硬件平台。 0601420 鲁棒 H ∞ 滤波器在 AUV 航向控制中的应用仿 真 [刊， 中]/熊华胜， 边信黔， 施小成∥机器人 .— 2005， 27(6).— 526~529,534 研究设计了一个鲁棒 H ∞ 滤波器来解决自治水下 机器人( AUV)航向控制系统中部分难以测量状态变 量的估计问题，并将其应用在 AUV 的航向控制系统 中。建立了自治水下机器人在体坐标系下水平面运动 的运动方程，并在特定的工作点对方程进行了线性化 处理，得到了自治水下机器人的控制设计模型。基于 线性矩阵不等式( LMI)方法对 AUV 航向控制系统设 计了一个鲁棒 H ∞ 滤波器，并对该滤波器应用于 AUV 航向控制系统进行了仿真试验。仿真结果表明，该鲁 棒 H ∞ 滤波器能够较好地抑制测量噪声的影响， 较准确 地估计出系统的状态变量，能够提高 AUV 航向控制 系统的控制品质。 0601421 仿生机器蟹运动系统能量分析 [刊，中]/王 沫楠，孙立宁，孟庆鑫∥机械设计 .— 2005， 22(8).— 19~21,51 对仿生机器蟹行走过程中关节能量进行分析，目 的是决定系统性能和在系统运动过程中的运动变量的 最优选择。这些运动变量主要包括步态、占空系数、 躯体高度、步长、最大的抬腿高度等。定义了平均功 率、平均功率偏差、平均驱动力矩 3 个指标，用于定 量地衡量仿生机器蟹行走过程中关节能量的变化。依 据指标设计了一系列的试验，得到了运动参数与关节 能量之间的关系及运动参数选取的参考数据。 0601422 水下机器人清刷作业装置研究 [刊，中]/王 丽慧，孟庆鑫∥机械制造 .— 2005， 43(8).— 20~22 结合机器人水下作业环境、 机器人本体结构尺寸、 清刷效果、驱动功率等因素，对机器人携带的水下清 刷作业工具进行了动力学分析，建立了基于水下旋转 运动的清洗刷具的力学模型，通过仿真和实验研究， 为清刷装置的结构设计和驱动系统设计提供了依据。 0601423 载人潜水器及其运动控制 [刊，中]/郭威， 王晓辉∥仪器仪表学报 .— 2005， 26(S1).— 824~826 介绍了载人潜水器的构成及推进器的布置，在此 基础上导出了载人潜水器的推力分配方程。阐述了载 人潜水器的运动控制。最后，将运动控制系统在载人 潜水器半物理仿真平台上进行了验证，运动控制效果 良好。 0601424 具有光纤传感器的自主潜器对迫近对象及 危险的检测 [刊， 英]/ Toal， D.J.F.， Flanagan， C.， Lyons， W.B.∥Robotics and Autonomous Systems.— 2005， 53 (3-4).— 214~229 介绍了海洋应用领域的短程触觉光纤传感器。这 些传感器是针对在受限空间内工作的无人潜器( UUV) 的避障操作设计的，但也可以应用于其它方面。光纤 传感器增强了海洋接近觉测量中使用的超声传感器及 其它传感器的感知能力， 特别是在很近(不到 1米)的触 觉范围内的接近觉检测。本文介绍了基本工作原理及 备选传感器构形。给出了实验室试验结果以及微型自 主潜器在试验水池中的部署结果。图 18参 35 0601425 能完成行走与游动运动的混合型水下微型 双足机器人 [会，英]/ Guo， S.X.， Okuda， Y.， Asaka， K.∥Proceedings of the 2005 IEEE International Confe- rence on Mechatronics and Automation.— 1604~1609 在医疗领域及工业应用领域，最近迫切需要一种 能够在水中或液体介质中平滑游动的新型多自由度微 型双足机器人。仿鱼微型机器人是微型装置之一，它 装有感知与驱动元件。本文介绍一种使用 ICPF 驱动 器的混合型水下微机器人的新型结构与运动机构，讨 论了该微型机器人在水中的游动与漂浮可行性。通过 改变输入电压的频率与振幅，测量了这种水下微机器 人的特征。实验结果表明，通过改变输入电压的频率 可以控制这种水下微机器人的游动速度；通过改变输 入电压的振幅与频率可以控制运动方向(向上或向 下)。参 16 0601426 在海浪区域操作的自主式两栖机器人的设 61 计 I：多模式机动的机械设计 [会，英]/ Boxerbaum， A.S.， Werk， P.， Quinn， R.D.∥Proceedings of the 2005 IEEE/ASME International Conference on Advanced Intelligent Mechatronics(vol.2).— 1459~1465 自主与半自主平台在浅水浪区的性能对于一系列 军用及民用操作而言非常重要，特别是，水面与陆地 之间的移动模式切换能力。动物移动机构方面的研究 有助于满足这些要求。本文总结了自主高机动两栖机 器人方面正在进行的研究工作。基于受生物学启发的 Whegs TR 平台，完成了一种防水两栖样机的设计。通 过大量的现场试验，这些机构能够被隔离，以改进 Whegs TR 的实现，使它更适于两栖操作。特别的设计 改进措施包括：用来改进游泳移动方式的轮—腿推进 器，主动、柔性、防水、无后冲的身体关节，用来实 现高级机动的改进足。这些设计革新措施可以使 Whegs TR IV 在不平整地面及水下运动，甚至不需要低 级控制就可以完成任务，从而大大简化了自主控制系 统的实现。目前正在开展自主控制方面的补充工作。 这些结果为开发两栖机器人奠定了基础，这种机器人 将具有前所未有的通用性及机动能力。参 8 0601427 在海浪区域操作的自主式两栖机器人的设 计 II：硬件、控制实现与仿真 [会，英]/ Harkins， R.， Ward， J.， Vaidyanathan， R.∥Proceedings of the 2005 IEEE/ASME International Conference on Advanced In- telligent Mechatronics(vol.2).— 1465~1470 介绍了海军研究生院( NFS)与 Case 西部储备大 学( CWRU)正在进行的自主高移动两栖机器人的研 究工作。制作了第一代基于陆地的样机并进行了现场 测试。这种机器人设计方案基于履带式元件，能够实 现自主路由点导航、 自定向、 避障， 可以发送传感器(视 觉)反馈。基于受生物学启发的 Wbegs TR 平台，完成 了防水的第二代两栖样机设计。这种设计方案将 Wbegs TR 前所未有的机动能力与第一代样机中实现的 自主硬件与控制体系结构结合起来。而且，还实现了 Wbegs TR 的动态仿真捕获突出特征，用来测试机器人 的移动能力。将这些元件集成起来为开发新一代高机 动自主两栖机器人奠定了基础。参 11 0601428 利用流形控制平面空间机器人的探讨 [刊， 日]/外本伸治，松野崇∥日本日本ロボット学会誌 . — 2005， 23(5).— 594~601 研究了平面空间机器人的姿态控制，其角动量的 守恒性会产生不可积约束(非完整约束)。以往非完整 系统方面的反馈控制研究是针对链式或动力式系统 的，空间机器人的奇异构形可以转化为链式。本文探 讨了利用流形进行反馈控制的可能性，而没有使用不 变流形，后者通常是通过对非链式系统进行数值积分 得到的。具体地研究了流形类型与状态变量行为之间 的关系，指出了流形的一些条件。而且，以数值方式 检验了空间机器人状态变量的行为。图 6 表 1 参 23 机器人在医药领域中的应用 0601429 仿蝌蚪与螺旋的泳动机器人系统的设计 [刊，中]/陈柏，顾大强，潘双夏∥机械工程学报 .— 2005， 41(10).— 88~92 提出一种无损伤驱动的仿蝌蚪泳动与螺旋的微型 机器人。该机器人巧妙地利用血液作介质，在机器人 前进和后退过程中分别采用波状泳动和螺旋式泳动方 式动作。在整个运行过程中微型机器人与血管壁之间 不发生直接接触，因而对血管壁无损伤。同时，针对 内窥镜机器人在封闭管道中工作的特点，提出该机器 人系统的无线控制与信息采集、传输子系统的设计方 案。整个无线机器人系统设计方案已经被试验证明是 可行和有效的。 0601430 消化道取样微型机器人的研究现状和关键 技术 [刊，中]/王利容，朱文坚∥现代制造工程 .— 2005，( 11).— 127~129,121 消化道取样微型机器人是胃肠道疾病无创诊疗的 研究热点，介绍了国内外消化道取样微机器人的研究 现状，对取样微型机器人的关键技术问题进行了详细 分析。 0601431 新型串并联中医推拿机器人研究 [刊，中]/ 余顺年，马履中，陈扼西∥中国机械工程 .— 2005， 16(19).— 1773~1778 研究了中医推拿中常用的滚法、按法、揉法、推 法等手法的运动学及动力学特征，获得完成各推拿手 法的运动输出矩阵和施力方向。提出一种能满足推拿 要求的基于三自由度并联机构新型串并联中医推拿机 器人机型。对该机型中的三自由度并联机构进行了分 析，求出其运动学正反解的解析解。系统讨论了该并 联机构的推拿范围及转动能力，为扩大该机器人的推 拿范围提供依据。该串并联机器人机构综合了串并联 机构的优点，不仅能模拟中医推拿常用的几种手法， 而且结构简单、位置分析求解容易、解耦性强，易于 实时控制。 0601432 显微外科手术机器人协同工作空间分析 [刊，中]/岳龙旺，王树新，曹毅∥中国机械工程 .— 2005， 16(20).— 1851~1855 介绍了自主研发的“妙手”主从遥操作显微外科 手术机器人系统，该系统的主手为两个 Phantom Desktop 装置。确定合理的主手布局对于提高整个系 统的易操作性有重要的作用。运用蒙特卡罗法对主手 的单个和协同工作空间进行了分析。通过不同布局时 主手协同工作空间的对比分析， 得出如下结论 :当两只 主手相对布置、两主手中心点之间相距 300mm 时， 62 可获得最大的形状规则的共同工作空间。研究结果不 仅对改进“妙手”系统的性能有重要意义，而且对于 研制开发双操作臂主手也有重要的参考价值。 0601433 机器人辅助式上肢神经康复训练 [刊，英]/ Riener， R.， Nef， T. ， Colombo， G. ∥ Medical and Biological Engineering and Computing.— 2005， 43(1). — 2~10 对于神经受损的患者，面向任务的重复性运动可 以提高肌肉强度与运动协调性。利用机器人及自动化 技术可以辅助、增强、评估并记录运动康复训练。本 文综述了目前可以支持神经疾病患者进行上肢运动治 疗的装置。 根据技术功能、 临床适用性及临床效果(如 果有的话)，对这些装置进行了严格的比较。参 44 0601434 擦洗护士机器人系统： 擦洗机器人的术间运 动分析及基于定时自动机的外科模型 [刊，英]/ Miya- waki， F.， Masamune， K.， Suzuki， S.∥IEEE Transactions on Industrial Electronics.— 2005， 52(5).— 1227~1235 本文所介绍项目的目标是开发一种能够适应人的 擦洗护士机器人( SNR)，以补偿现有擦洗护士的严重 不足，它能够适应技巧与经验各不相同的医生。为了 确定 SNR 的规格，分析了擦洗护士的实际术间行为， 然后利用多级建模法借助 Uppaal 的扩展式定时自动 机体系对具有关键参与者的整个外科过程建模。特别 是，首先，我们录像记录下擦洗护士与医生在幼猪胸 镜外科中的术间运动，分析他们在皮肤切割过程中的 运动。其次，利用定时自动机对护士右腕、肘与肩的 运动进行建模。然后，对整个手术过程以及关键参与 者的动作、状况建模。最后，文中指出，这个多级建 模法便于进行模型验证， 在 SNR 运动分析及自适应运 动规划方面是有效的。参 11 0601435 机器人辅助式中风治疗中利用力反馈暗示 获得的实验结果 [刊，英]/ Johnson， M.J.， Van Der Loos， H.F.M.， Burgar， C.G.∥IEEE Transactions on Neural Systems and Rehabilitation Engineering.— 2005， 13(3).— 335~348 中风是美国成年人瘫痪的主要原因。学得无用功 能等行为妨碍了中风幸存者在日常生活中充分使用两 只手臂。在有意义的驱动仿真环境中嵌入了主动力反 馈线索(用来抑制受损较轻手臂的使用)，以建立机器 人辅助式治疗装置，即驾驶者的手臂治疗仿真环境 (SEAT)。本研究假设：力反馈控制模式可以激发中风 幸存者在整个双向操纵任务中更有效地使用他们的受 损手臂，提供激发反馈线索及强化线索，减少对受损 较轻手臂的过度使用。实验结果表明，只有在双向操 纵任务( p 小于等于 0.05)中，力线索会抵制偏瘫患者 产生副作用力矩的趋势，这类任务需要他们的受损手 臂在支持重力或抵抗重力的操纵方向上做运动。双向 操纵过程中，在驾驶者 SEAT 的分离操纵轮上测得切 向力，根据它所产生的力矩对受损手臂的活动进行量 化。记录受损手臂中关键肌肉的表面肌电信号，利用 这些信号检验了上述结论。参 35 0601436 使用轻型机器人的遥控式移动超声扫描器 [刊，英]/ Delgorge， C.， Courreges， F.， Al Bassit， L.∥IEEE Transactions on Information Technology in Biomedicine.— 2005， 9(1).— 50~58 提出了一种新的遥控式机器人链，用来实现实时 的超声图像获取及医学诊断。该系统是在“利用超轻 机器人进行移动式远程回声描记术”欧洲计划框架下 开发的。为此，专门设计了一种具有远程运动中心的 轻型六自由度串联机器人。它握持一个实际的探针， 并根据专家的姿势在远程患者身上移动探针，利用标 准的超声装置采集图像。将机器人的机械结构与专门 的控制律结合起来，特别是在奇异构形附近，可以实 现良好的路径跟随及机器人化的姿势精度。图像传输 中压缩技术的选择可以实现流与质量之间的折中。机 器人与图像处理方面的这些组合方法使医学专家能够 更好地控制远程超声探针握持系统，通过从地面到卫 星的任何类型的通讯联络方式接收稳定、高质量的超 声图像进行诊断。 从 2003年 4月以来进行了临床试验。 测试中使用的是卫星或理论带宽为 384kb/s 的集成服 务数字网络线。结果表明，远程回声描记系统可以辨 识出 66%的损伤及 83%的病理症状。参 16 0601437 机器人辅助增强的运动学习： 利用瞬时动态 放大加快移动过程中的内模形成 [刊，英]/ Emken， J.L.， Reinkensmeyer， D.J.∥IEEE Transactions on Neural Systems and Rehabilitation Engineering.— 2005， 13(1). — 33~39 神经系统在适应新的动态环境时，它会利用一个 由运动误差削减法驱动的过程形成环境动力学的一个 内模，从而学会预测所施加的力。本文检验了如下假 设：通过瞬时放大环境动力学可以加快运动学习。在 踏车前进过程中，通过一个机器人装置向腿部施加一 个垂直的粘性力场，形成一个新的动态环境。环境动 力学被放大一定的量，放大程度由一个计算学习模型 来确定。平均而言，当力场被瞬时放大后，预测作用 力场所需的时间大约可以缩短 26%。然而，这还没有 达到该模型的预期水平，这可能是由于学习参数的非 静止性。最后，利用基于误差的内模形成学习机制可 以加快新的动态环境的运动学习，但自适应响应中的 非线性因素可能会限制学习速度的加快程度。这些结 果支持了一个运动训练装置方法，这些装置会放大而 不是减小运动误差，这些结果还为实现该方法及理解 其限制性提供了一个计算框架。参 29 0601438 机器人辅助式外科手术的智能仿真框架 63 [刊，英]/ Valencia-Garcia， R.， Martinez-Bejar， R.， Gasparetto， A.∥Expert Systems with Applications.— 2005， 28(3).— 425~433 介绍了一个基于若干智能技术的系统，包括语音 识别、自然语言处理及线性规划。利用这些技术产生 了一系列可由机器人控制系统理解的操作，用来完成 半自动的外科任务。这样，实现了一种可以将医生的 “自然语言”翻译成机器人可执行命令的系统。实现 了一个机器人仿真器，以便在虚拟环境中测试所规划 的序列。参 24 0601439 Middlesex大学康复机器人 [刊，英]/ Par- sons， B.， White， A.， Prior， S.∥ Journal of Medical Engineering and Technology.— 2005， 29(4).— 151~162 开发了一种重度残疾患者使用的安装在电动轮椅 上的操作器。详细介绍了这种操作器，解释了技术参 数。描述了该装置的结构及其控制体系结构。机器人 样机使用几种手势识别法及其它的输入系统。在残疾 人及非残疾人用户上测试了这个系统。结果发现，这 个系统易于使用，但与设计修正前相比，较相应的系 统慢 50%左右。该机器人的负载能力超过 1公斤，最大 臂展为 0.7~0.9 m。参 23 0601440 在功能性MRI环境中使用EMG信号的虚拟假 手系统 [刊，日]/田中良幸，野田聪，辻敏夫∥计测 自动制御学会论文集 .— 2005， 41(2).— 167~173 提出了一个在功能性 MRI 环境中使用有效神经 网络的虚拟 EMG 假手系统，用来为截肢者开发有效 的训练系统。 操作者在患者前臂上安装一组表面电极， 操纵虚拟 EMG 假手，操纵结果通过三维计算机图形 投影在扫描室屏幕上。初步实验表明，个人所期望的 手部运动能够以很高的分辨率确定，而且不会对 MRI 图像造成不利影响。然后，做了一些神经实验来分析 人脑在操作这个手系统时的功能，通过这些实验证实 了该系统的有效性。图 10 表 1 参 15 0601441 步行辅助系统 Walk-Mate 的时间与运动学 有效性评价 [刊，日]/渥美将利，三宅美博，国见ゆみ 子∥计测自动制御学会论文集 .— 2005， 41(4).— 380~ 382 为了评估步行辅助系统 Walk-Mate 作为协同创造 系统的有效性， 将该系统应用于一个轻偏瘫中风患者。 从时间与运动学的角度对其进行了分析。这些结果表 明，提高了左右腿之间的对称性，与瘫痪相比，恢复 了行走功能，证实了 Walk-Mate 系统的有效性。图 6 参 6 0601442 远程超声诊断系统的从动操作器连续路径 控制器 [刊，日]/小泉宪裕，割泽伸一，桥诘博行∥日 本日本ロボット学会誌 .— 2005， 23(5).— 619~625 开发了一种主从型远程超声诊断系统。该控制器 可以对主、从操作器的位置进行阻抗控制器，显示超 声探针与患者被作用部位之间的接触力。在远程超声 诊断系统中，它可以对从动操作器的方向进行连续路 径控制。本文提出了从动操作器的方向控制器。远程 超声诊断系统是远程医疗系统的组成部分，通过通讯 网络( LAN、 ISDN、 ADSL 等)实现。因此，在控制中 很难以较高的采样率来交流信息。为解决此问题，在 这种远程医疗系统中引入了 CP 控制器。 CP 控制法可 以使从动操作器平滑、精确地运动，即使它只能以较 低的采样率来发送主动操作器的方向数据。结果，它 可以提高安全性，降低数据发送量。与传统的点对点 控制法相比，利用实验结果说明了在主从操作系统中 在 CP 控制下从动操作器的路径控制精度。图 13 表 2 参 22 0601443 上肢三维康复训练系统的开发 I： 使用 ER 驱动器的机构及整个系统的开发 [刊，日]/古庄纯次， 小柳健一，片冈次郎∥日本日本ロボット学会誌 .— 2005， 23(5).— 629~636 上肢运动是日常活动中必不可少的。因此，老年 人锻炼身体保持上肢功能非常重要。当由于疾病等原 因造成上肢功能出现问题时，就需要进行医疗处理与 康复训练来恢复功能。利用机器人及虚拟现实技术可 以为上肢康复训练开发新的训练方法与锻炼手段，可 以进行定量评估，来提高训练的定性效果。然而，在 三维空间对上肢进行训练的方法还未投入实际应用。 本文报告了一种三自由度上肢练习机的开发，它可以 用作运动引导机器人或力显示装置。特别是，它利用 ER 流体驱动器来保证机械结构的安全性。图 13 表 2 参 31 0601444 上肢三维康复训练系统的开发 II： 上肢运 动疗法软件的开发 [刊，日]/小柳健一，古庄纯次，片 冈次郎∥日本日本ロボット学会誌 .— 2005， 23(8).— 1011~1018 参加了 NEDO(新能源与工业技术开发组织，日 本通产省下设的一个半政府组织)管理的一个项目， “上肢与下肢康复训练系统” ， 开发了一种上肢三维练 习机( EMUL)。本文介绍了利用 EMUL 控制患者手部 运动轨迹的软件。它们可以投入实际康复训练，例如 被动练习训练、 主动辅助式练习训练及主动练习训练。 图 15 参 23 机器人在其他领域中的应用 0601445 可重构星球探测机器人的机构设计 [刊， 中]/贺鑫元，马书根，李斌∥机械工程学报 .— 2005， 41(12).— 190~195 基于可重构思想设计了一种可重构星球探测机器 人系统。系统由一个母体和几个子机器人组成，其中 64 子机器人包括车轮和手臂两部分，可以作为独立作业 的机器人，具有移动状态和工作状态两种模式。子机 器人具有在一个驱动力作用下处于不同约束环境中 时，表现为不同形式输出的特点，容易实现两种模式 下的灵活运动。并深入研究了机构参数对子机器人运 动的影响，用试验和仿真进行了验证，这为机器人的 参数化设计及运动中的参数化调整提供了重要的理论 依据。 0601446 基于转向机构的 “穿地龙” 机器人运动学研 究 [刊，中]/张忠林，孟庆鑫，王华∥机器人 .— 2005， 27(6).— 550~554 介绍了国外有代表性的可控气动设备方向可控的 特点。 按照“穿地龙”机器人的转向机理， 提出了“穿 地龙”机器人的转向机构方案。叙述了该机构中头部 的摆动原理，建立了“穿地龙”机器人的运动轨迹方 程，并进行了仿真分析，为“穿地龙”机器人的动力 学分析以及位姿检测系统的研究打下了基础。 0601447 六独立轮驱动管内检测牵引机器人 [刊， 中]/邓宗全，陈军，姜生元∥机械工程学报 .— 2005， 41(9).— 67~72 研制了一种用于海底管道内检测系统的无缆自治 型轮式牵引机器人模拟样机。介绍了机构组成及工作 原理，并分析了动态行走特性。机器人采用内置电动 机及传动机构的全主动轮杆式结构，包括六只驱动臂 杆和机架杆。每只驱动臂杆的首端直接安装一对主动 轮，由其内的一台电动机单独控制。六只驱动臂杆周 向 60°等间距排列在机架的外层空间，且首尾交替、 轴向交错布置，形成六独立轮双截面驱动方式。位于 内层中心的机架杆，两端布置力封闭可调机构，产生 驱动轮与管壁的主动预紧或解锁。该机器人具有体积 小、结构紧凑、牵引力大的特点。试验证明，适合作 小直径管道检测系统的理想牵引装置。 0601448 基于高速并联机械手的电池质量分拣机设 计 [刊，中]/赵学满，王攀峰，李占贤∥机械设计 .— 2005， 22(10).— 3~5 结合我国电池企业生产需要，设计了一种基于高 速并联机械手的电池质量分拣机。首先进行了可充电 电池质量自动分拣机总体方案设计。根据电池分拣布 局确定了机构的工作空间尺寸和机构的基本尺寸，进 行了机构的详细设计并对机构的动、静态性能进行分 析和结构优化设计。在此基础上开发了分拣系统产品 化样机。其性能与进口设备相当，而成本仅为进口设 备的 1/3。 0601449 采用脑部调节控制法的液压式主从型排雷 机器人 [刊，英]/ Wojtara， T.， Nonami， K.， Shao， H.∥ Mechatronics.— 2005， 15(5).— 589~609 提出了一个由数据手套及液压机器人手组成的主 从式系统。特定的实验结果表明，液压操作器存在非 线性，我们利用脉冲调制法对其进行线性化与位置控 制。这个主从式系统用于排雷与清障。这个机器人手 和一个多功能操作器将安装在现有的探雷机器人上。 参 15 0601450 采用多个内部传感器的压电驱动式微机器 人的自动微刻痕及检测系统 [会，英]/ Fuchiwaki， O.， Tobe， N.， Aoyama， H.∥Proceedings of the 2005 IEEE International Conference on Mechatronics and Automa- tion.— 83~88 介绍了一种全自动的微刻痕与检测系统，它由压 电驱动式微机器人组成，使用了多个内部传感器。在 微刻痕过程中，样本被送到参考块上的微刻痕工具， 以产生微刻痕阵列。完成这种微加工后，样本被送至 另一处，在那里显微镜进行精确聚焦。装备有光学表 面测量装置的小型机器人能够利用推测导航法运动到 指定的位置。这样，就可以自动地把完成微刻痕的样 本从加工端口送至检测端口。为了将样本固定在显微 镜的聚焦范围内，还可以基于涡流距离传感器信号， 借助闭环定位性质，精确地操纵这台小型机器人。实 验中，说明了它的基本性能，例如基于表面测量位置 的推测导航、闭环最终定位以及推测导航法与局部位 置反馈方式的结合。最后，将这种两种内部传感器结 合起来可以在更大的工作范围内进行精确的路径导 航，利用微机器人系统实现微生产系统，不必使用全 局视觉图像跟踪设备。参 5 0601451 老年人的长期机器人辅助活动中意见的分 析 [会，英]/ Wada， K.， Shibata， T.， Sakamoto， K. ∥Proceedings of the 2005 IEEE/ASME International Conference on Advanced Intelligent Mechatronics(vol. 1).— 31~36 2003 年 8 月以来， 在老年人健康服务机构做了一 项机器人辅助活动长期实验。这里引入了 3 个治疗海 豹机器人 Paro。 本文介绍这项为期 1 年的实验的结果。 我们利用由人脸亮度组成的面部标尺来评估人的情 绪。此外，定量分析了老年人对海豹机器人的说话。 结果，提高了老年人的说话数量，通过与海豹交谈改 善了他们的感情。参 27 0601452 用来检测油罐的具有永磁性履带的爬壁机 器人 [会， 英]/ Shen， W.， Gu， J.， Shen， Y.∥Proceedings of the 2005 IEEE International Conference on Mecha- tronics and Automation.— 2072~2077 研究了采用永磁履带的爬壁机器人。简要回顾了 爬壁机器人，比较了爬壁机器人的各种样机，介绍了 不同的应用领域。提出了一种采用永磁粘附机构的爬 壁机器人，用来检测油罐。详细介绍了它的机械系统 体系结构。通过分析机器人的工作空间，为该机器人 65 选择了永磁粘附机构。而且，该机器人采用了履带式 移动机构。对该机器人进行了静力学与动力学分析， 推导了粘附与移动机构的设计参数。此外，得到了该 机器人的安全性约束。最后，给出了该机器人的电气 系统体系结构。为提高效率，机器人系统采用递阶式 控制体系结构。机器人中安装了一个嵌入式系统，用 来管理多个传感器， 并通过无线方式与主计算机通讯。 说明了这种机器人的网络遥操作。参 23 0601453 可以搬运人体某部分的救助机器人系统的 试制 [刊，日]/金大熙，增田良介∥日本日本ロボッ ト学会誌 .— 2005， 23(2).— 229~237 对于救助机器人系统而言，由于环境复杂而且遇 险者的状况不同，因此希望能由操作员来谨慎地控制 它。但一名操作员很难同时处理多种传感器信息完成 救助工作。所以，救助机器人系统需要采用一个反馈 控制系统来利用多个传感器的信息。本文利用救助机 器人的多个触觉传感器进行手动控制与传感器反馈控 制，来搬运人体的某部分。图 23 表 5 参 9 0601454 辅助式全方位移动轮椅的动力辅助系统的 开发 [刊，日]/北川秀夫，西坂晋，三好孝典∥日本 日本ロボット学会誌 .— 2005， 23(3).— 321~329 老龄化社会中， 开发辅助人的技术变得更加重要。 本文开发一种动力辅助系统，用于全方位移动轮椅的 服务员。轮椅手柄上安装了一个力传感器，由它测量 服务员施加的力。根据这个力传感器的输出信号利用 模糊推理来估算轮椅的期望运动。然后，将它发送给 轮椅的 4 个电机，使其向期望方向运动。通过实验检 验了这个方法的有效性。图 19 表 3 参 13 0601455 通过声音实现运动媒体内容共享的提案及 其在网络通讯服务中的应用 [刊， 日]/中山彰， 町野保， 北岸郁雄∥日本日本ロボット学会誌 .— 2005， 23(5). — 602~611 机器人等主动体将在下一代通讯中起重要作用。 本文将包含机器人或末端执行器等主动体运动的物理 媒体称作运动媒体， 讨论了机器人运动控制数据(称作 运动媒体内容)的有效共享方法， 以实现机器人通讯服 务。 要想培育共享式运动媒体内容并使共享成本最低， 传统媒体在共享式运动媒体中的重新应用是一个重要 思路。因此，提出了通过声音实现运动媒体内容共享 的概念思路。该概念可以解释为利用声音媒体作为载 体来传达控制数据。为检验这个概念，开发了这个概 念思路的两个实现方法，它们分别利用频率调制技术 与双声调多频技术作为调制技术，还使用了桌面样机 通讯机器人系统。将这些机器人应用于传统通讯媒体 中，例如万维网、电子邮件与移动电话。基于声音的 运动媒体共享平台易于实现，是一种有前途的概念。 图 12 表 4 参 37 0601456 基于音乐交流的步行支持系统 [刊，日]/栗 塚义人，三宅美博，小林洋平∥计测自动制御学会论 文集 .— 2005， 41(10).— 866~875 音乐交流中的相互适应过程常常可以用于步行支 持，但到目前为止还没有实现这种支持系统。本项研 究旨在建立一个使用音乐交流过程的步行支持系统。 我们的策略对 Walk-Mate 系统进行了扩展，通过交流 迈步声音实现了人与虚拟步行机之间的相互适应过 程。我们将这种迈步声音替换为音乐表演，通过步行 支持实验证明了其有效性。在音乐表演条件下及迈步 声音条件下都提高了步态周期的稳定性。但在音乐条 件下，支持步行后仍可以提高稳定性。而且，在音乐 条件下，步态周期的范围与正常步行相似。这些结果 证明了该系统对于步行支持的有效性。图 11 表 4 参 27