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遗传算法 21

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能源 17

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可持续发展 9

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仿真技术 6

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排序：展示方式：

A-STC：一种基于拍卖的多机器人协同螺旋生成树覆盖运动规划方法 Research Article

Guan-qiang GAO, Bin XIN

《信息与电子工程前沿（英文）》 2019年第20卷第1期页码 18-31 doi: 10.1631/FITEE.1800551

摘要：多机器人覆盖运动规划问题是多机器人领域常见问题，要求任务区域内每个点都被机器人传感器或者执行器覆盖一次。提出一种新的有效离线运动规划方法，即基于拍卖的螺旋生成树覆盖（A-STC）算法，解决多机器人覆盖运动规划问题。首先，将布局空间分解为机器人最小覆盖半径两倍的大栅格。基于大栅格之间的连通关系，生成一个无向连接图。机器人可利用巡航无向图中的生成树得到覆盖的运动轨迹。其次，A-STC算法采用拍卖机制构造每个机器人的生成树。在该拍卖机制下，每个机器人都可成为拍卖机器人和竞价机器人。拍卖机器人通过启发式规则从自身生成树的邻居节点中选择一个节点作为拍卖物品。竞价机器人根据拍卖节点的连通关系和运动轨迹的估计长度确定竞标价格。运动轨迹的估计长度主要取决于生成树中的节点和边的类型。最高出价的竞价机器人被选为中标机器人。拍卖过程后，可接受的覆盖运动轨迹可被快速规划生成。计算实验证明了A-STC算法和运动轨迹估计方法的有效性。

关键词：覆盖运动规划；多机器人系统；拍卖算法；螺旋生成树覆盖算法

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基于Lü系统的移动机器人完成特殊情况下全覆盖路径规划的参数值选择策略 Research Article

李彩虹1,刘聪1,宋勇2,梁振英1

《信息与电子工程前沿（英文）》 2023年第24卷第2期页码 231-244 doi: 10.1631/FITEE.2200211

摘要：针对移动机器人完成特殊情况下的全覆盖路径规划（complete coverage path planning, CCPP）任务，基于Lü系统，提出一种构造混沌机器人的系统参数值综合选择策略，以满足特殊任务下遍历轨迹高随机性和高覆盖率的需求首先利用混沌系统必为耗散系统的特点，大致确定Lü系统成为耗散系统的参数取值范围；然后计算耗散系统下的李雅普诺夫指数谱，缩小系统参数的取值范围；其次画出这些参数下的相平面，大致判断其轨迹的拓扑分布特性；进一步在好的参数取值里最后，在所确定参数值下，利用其中的变量构造混沌机器人，并仿真测试了覆盖率，研究覆盖率和变量随机特性之间的关系。上述综合选择策略根据覆盖轨迹混沌性和随机性的要求，逐渐缩小了系统参数的取值范围。与使用一组固定的经典参数值的Lü系统相比，经过综合方法选择参数值的系统，能挑选出李雅普诺夫指数大的变量来构造混沌机器人，从而使覆盖轨迹的随机性能更高。另一个混沌Lorenz系统，用来测试和验证所设计策略的可行性和有效性。此类研究能够提高机器人完成特殊情况下CCPP任务的效率。

关键词：混沌移动机器人；Lü系统；全覆盖路径规划；参数值选择策略；李雅普诺夫指数；皮尔逊相关系数

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特殊任务下基于Arnold系统的移动机器人全覆盖路径规划 Regular Article

Cai-hong Li, Chun Fang, Feng-ying Wang, Bin Xia, Yong Song,lich@sdut.edu.cn

《信息与电子工程前沿（英文）》 2019年第20卷第11期页码 1530-1542 doi: 10.1631/FITEE.1800616

摘要：基于Arnold动力学系统，提出一种压缩变换方法进行特殊任务下的移动机器人全覆盖路径规划。首先，将Arnold系统中的z变量与机器人运动学方程结合，构造混沌机器人。其次，利用混沌机器人中能够产生较高覆盖率的初始值构造候选集。然后，根据设计的收缩变换方法将轨迹收缩到机器人当前位置，形成连续全覆盖轨迹，以执行特殊任务。与传统方法相比，该算法不需要对给定工作场所的边界进行避障，具有较高覆盖率，且产生的覆盖轨迹混沌特性基本不变，使机器人能够以全覆盖、随机或不可预测的规划路径完成特殊任务。

关键词：混沌机器人；Arnold动力学系统；压缩变换；全覆盖遍历路径；候选集

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动态二叉树表示环境的A^*算法及其在足球机器人路径规划中的实现

唐平,杨宜民

《中国工程科学》 2002年第4卷第9期页码 50-53

摘要：

提出采用二叉树表示二维空间的方法，对全局路径规划和局部路径规划进行综合考虑，设计移动机器人在复杂环境下对动态障碍物进行避障的A^*算法。在足球机器人系统中进行仿真，将二叉树动态地表示球场的机器人与目标为对角线的矩型环境，使搜索范围随搜索进程动态地减小，实现了路径规划的整体优化。

关键词：动态二叉树 A^*算法路径规划

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移动机器人运动规划研究综述

刘华军,杨静宇,陆建峰,唐振民,赵春霞,成伟明

《中国工程科学》 2006年第8卷第1期页码 85-94

摘要：

机器人运动规划是移动机器人导航的核心技术之一。40多年来，运动规划技术发展迅速，涌现出了许多规划算法，但因为环境描述方式差异巨大，技术差别大，实验比较难度较大。在总结机器人发展史上具有典型意义的规划算法的基础上，提出了路径规划算法的评价标准和形式化描述方式，介绍了每种算法的原理或技术，从搜索策略和环境建模的角度将它们分为四大类，分别是基于自由空间几何构造的规划算法、前向图搜索算法、基于随机采样的运动规划算法以及智能化规划算法，并按照提出的标准比较它们的性能。

关键词：移动机器人运动规划机器人导航几何构造空间搜索随机采样人工智能

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基于势场导向权的改进机器人路径规划免疫算法

王孙安,吴灿阳

《中国工程科学》 2013年第15卷第1期页码 73-78

摘要：

为了解决复杂环境中移动机器人的路径规划问题，结合人工势场法计算量小的特性和人工免疫网络的自适应调节能力，提出了一种改进的路径规划免疫算法。为了提高免疫网络的搜索能力以及免疫网络的收敛性，将人工势场法的规划结果作为先验知识构建了导向权，同时将抗体命令清晰度和抗体转移后的距离变化作为变量，构建了新的抗体转移概率算子。仿真结果表明，与其他算法相比，新算法在最优规划能力和网络收敛性能方面都有明显提高。

关键词：免疫网络人工势场移动机器人路径规划

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特殊任务下基于Chebychev映射的移动机器人 Article

Cai-hong LI, Yong SONG, Feng-ying WANG, Zhi-qiang WANG, Yi-bin LI

《信息与电子工程前沿（英文）》 2017年第18卷第9期页码 1305-1319 doi: 10.1631/FITEE.1601253

摘要：本文提出一种在特殊任务下基于Chebychev映射的移动机器人混沌全覆盖路径规划器的设计新策略。所设计的混沌路径规划器包含一个二维的Chebychev映射，该映射由两个一维的Chebychev映射构建而成。对规划器所产生的时间序列，进行反正弦变换，可以改善系统的混沌特性和均匀分布特性，从而提高机器人在完成特殊任务时的覆盖率和随机特性。通过仿射变换，Chebychev混沌系统映射到机器人工作空间的可行区域内，然后设计有障碍物环境下全覆盖路径规划的通用方法。仿真结果显示，所设计的混沌路径规划器在可行空间能够安全运行，不需要设计避障算法。所设计策略能够满足特殊任务下随机性、遍历性和高效率的需求。

关键词：移动机器人；Chebychev映射；混沌；仿射变换；全覆盖路径规划

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一种新型变尺寸多移动机器人的运动协同方法 Research Article

邢子超,汪星恺,王硕,吴维敏,胡瑞芬

《信息与电子工程前沿（英文）》 2023年第24卷第4期页码 521-535 doi: 10.1631/FITEE.2200160

摘要：多移动机器人系统（MMRS）广泛用于制造业和仓储等工业场景的运输。在MMRS中，碰撞和死锁可能导致财产损失或系统停滞，因此运动协同十分重要。然而，在一些场景中，机器人尺寸在载货和未载货时是不同的，即机器人尺寸是变化的，这使得运动协同更具挑战性。基于区域控制的方法首先需要将环境划分为不相交区域，然后通过区域的分配静态或动态地进行运动协同。但是，这种基于区域控制的方法对于变尺寸机器人不够精确，降低系统效率。因此，提出一种基于粘连节点的运动协调方法，可基于路线图和机器人实时路径动态避免碰撞和死锁。理论分析和实验结果表明所提算法是有效和高效的。

关键词：多移动机器人系统；碰撞避免；死锁避免；粘连节点；运动协同

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针对下肢外骨骼机器人的基于概率运动基元的黑盒优化运动学习 Research Article

王嘉琪,高永卓,吴冬梅,董为

《信息与电子工程前沿（英文）》 2023年第24卷第1期页码 104-116 doi: 10.1631/FITEE.2200065

摘要：外骨骼作为一种可穿戴的机器人，通过拟人化的构型直接传递机械动力来辅助或增强穿戴者运动。当外骨骼用于促进穿戴者的运动时，运动生成过程通常在高层控制中发挥重要作用。该领域的主要挑战之一是实时生成符合人类意图且可以适应不同情况的参考轨迹。在本文中，我们首先提出了一种基于概率运动基元（ProMP）的下肢外骨骼运动建模方法，它是一种用于生成运动轨迹的新型且强大的代表性工具。为了在不同穿戴者使用外骨骼时使轨迹适应不同情况，我们接着提出了一种基于黑盒优化PIBB结合ProMP的新型运动学习方案。运动模型首先由ProMP离线学习，它可以生成参考轨迹供外骨骼控制器在线使用，再采用PIBB在线学习和更新模型，提供了系统的自适应能力，消除了不确定性的影响。

关键词：下肢外骨骼机器人；人机交互；运动学习；轨迹生成；运动基元；黑盒优化

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机器人任务规划：基于PDDL和ASP的任务规划系统实验比较研究 Special Feature on Intelligent Robats

Yu-qian JIANG, Shi-qi ZHANG, Piyush KHANDELWAL, Peter STONE

《信息与电子工程前沿（英文）》 2019年第20卷第3期页码 363-373 doi: 10.1631/FITEE.1800514

摘要：面对无法用单一动作解决的复杂任务时，机器人需要通过任务规划算法生成一个动作序列。现有任务规划器可以帮助智能机器人开发人员解决许多种类任务规划问题。然而，不同规划器有不同优势和劣势，没有统一准则针对问题选择规划器。PDDL是特别为任务规划而设计的动作语言，被广泛应用于各种规划问题。ASP主要用于知识推理，同时也能解决任务规划问题。针对这两种语言，本文使用尽可能相同的领域描述。实验结果表明，基于PDDL的规划器善于解决需要生成较多待执行动作的问题，而基于ASP的规划器更适合解决涉及对象较多的任务，或需对前提条件和后置条件做复杂推理的规划问题。针对具体机器人规划问题，本文得到的结论可以帮助研究人员从通用规划系统中选择合适规划器。

关键词：任务规划；机器人；规划领域定义语言（PDDL）；回答集程序（ASP）

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磁控螺旋形微纳米机器人在生物医学方面的应用 Review

邱发敏, Bradley J. Nelson

《工程（英文）》 2015年第1卷第1期页码 21-26 doi: 10.15302/J-ENG-2015005

摘要：

磁控螺旋形微纳米机器人可在低强度旋转磁场（<10 mT）的驱动下，实现亚微米精度的三维（3D）游动。由于低强度磁场对细胞和组织无害，磁控螺旋形微纳米机器人在生物医学方面有很大的应用前景，如微创手术、细胞操作和分析以及靶向治疗。本文系统介绍了磁控螺旋形微纳米机器人的制造方法、运动控制和生物医学应用。

关键词：磁控螺旋形微纳米机器人可游动微纳米机器人人造细菌鞭毛（ABFs）功能化生物医学应用

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群智进化理论及其在智能机器人中的应用

戚骁亚,刘创,富宸,甘中学

《中国工程科学》 2018年第20卷第4期页码 101-111 doi: 10.15302/J-SSCAE-2018.04.017

摘要：最知名的CI算法就是蚁群算法（ACO），它被用来通过CI涌现解决复杂的路径搜索问题。通过在五子棋上试验并实现AlphaZero系列程序，以及对蒙特卡洛树搜索（MCTS）和ACO两种算法的分析和比较，AlphaZero的成功原因被揭示，它不仅是因为深度神经网络和强化学习，而且是因为MCTS算法，该算法实质上是一种CI涌现算法。该算法融合了深度学习、强化学习和CI算法的优势，使得单个智能体能够通过CI涌现进行高效且低成本的进化。此CI进化理论在智能机器人中有天然的应用。一个云端平台被开发出来帮助智能机器人进化其智能模型。作为这个概念的验证，一个焊接机器人的焊接参数优化智能模型已经在云端平台上实现。

关键词：群体智能涌现进化正反馈蚁群算法蒙特卡洛树搜索分布式人工智能云端平台智能机器人

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移动机器人障碍躲避的最佳路径

郭戈

《中国工程科学》 2003年第5卷第5期页码 70-75

摘要：

提出一种以障碍物和机器人位置和速度等信息为基础的障碍躲避方法，重点探讨了确定性环境下障碍躲避和转弯过程中机器人应遵循的合理路径问题，并通过证明指出了给定环境条件下实现转弯和障碍躲避的最佳路径。

关键词：移动机器人超声波传感器障碍躲避路径规划最佳路径

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可佳：一种容忍环境变化的自助服务机器人 Special Feature on Intelligent Robats

Wei SHUAI, Xiao-ping CHEN

《信息与电子工程前沿（英文）》 2019年第20卷第3期页码 307-317 doi: 10.1631/FITEE.1900096

摘要：可佳是一个家庭服务机器人。硬件结构由一个可移动底盘、一个机械臂、两个相机构成；软件系统包括6个模块：感知、物体操纵、自然语言理解、运动规划、任务规划和整合决策。通过在线运行这些模块，机器人能够适应不可预知的动态环境。提出一个分层方法，将运动规划结果和神经网络结合，让机器人在执行动作时能够容忍传感器、齿轮间隙和人工干预造成的误差。在可佳机器人上验证了该方法，并让可佳在不断人为干扰下成功操纵微波炉烹饪爆米花。

关键词：机器人；任务规划；物品操纵