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  • 提供配置文件
  • 移动机器人实验室开发并制作实验移动机器人系统的原型，包括创新移动机器人、避障系统、定位系统和残疾人机器人辅助设备。
产品组合

  • 创新移动机器人

      • 参数的机器人

        • UM的多自由度(MDOF)车辆完全是全方位的(可以向所有方向行驶并同时旋转)。
        • 独特的，专利的兼容联动吸收瞬时控制器误差，以避免车轮滑移。
        • 执行器故障恢复:
          • 即使在电机、功率放大器或其他关键部件故障后，车辆也可以远程移动和控制。

      • 克拉珀

        • 澳大开发了一种新的里程计误差校正方法，该方法在澳大的MDOF车辆上实现，现在被命名为“带有位置误差校正的兼容联动自动平台”(CLAPPER)。
        • CLAPPER使用冗余编码器不断测量两个“卡车”的相对位置和方向。
        • 每辆卡车都可以检测并纠正另一辆卡车的里程表误差。

      • OmniMate

        • 1995年，橡树岭国家实验室(ORNL)为他们的“移动制图器”项目需要一个高度精确的移动机器人。
        • ORNL发现，市面上的机器人都不符合要求，而UM的CLAPPER接近要求。
        • HelpMate机器人公司和UM制造了第一台商用CLAPPER，称为OmniMate。

      • OmniTread

      • OmniTread蛇形机器人被设计用于穿越极其复杂的地形，如倒塌建筑的废墟。

        OmniTread还可以在沙子和岩石上行驶。它可以穿过小洞，爬过高高的障碍。

        创新:
        • 使用气动波纹管进行关节驱动。风箱是强大的，自然顺应，并占用最小的空间。
        • 最大的覆盖所有部分的所有方面与特别宽的移动轨道。
        • 独特的气动控制方法允许同时比例控制刚度和关节角度。
        • “传动轴脊柱”由中心部分的单个电机提供动力。脊柱贯穿所有节段的中心，为所有轨道提供扭矩。

      • 赛格威RMP

        • 我们从DARPA MARS项目获得了一个赛格威机器人移动平台(RMP)
        • 我们配备了赛格威RMP与我们的精密FLEXnav本体感知*位置估计(PPE)系统。
          *)"本体感受"的意思是"没有外部参考"
        • 我们为赛格威配备了避障功能。

    • 避障

        • 卡梅尔

        • CARMEL是澳大最古老的移动机器人;自1987年以来。

          VFH避障方法开发试验台。
          • VFH应用广泛。
          • VFH补偿了超声波传感器的不准确性。
          • 我们相信VFH是迄今为止证明最快的避障方法。

        • EERUF

          • 多声纳的问题:一个传感器从其他传感器拾取回声;登记错误的阅读。
          • •大多数系统在发射下一个声纳前等待很长时间Þ慢传播速度。
          • •UM开发了专利的消除误差快速超声烧制(EERUF)。
          • EERUF声纳可以快速发射，以4英尺/秒的速度生成避障数据。

        • OmniNav

          • OmniNav是一种为非点式全向移动机器人提供避障的新方法。
          • •对于点状机器人，问题比避障更困难。
          • •UM目前正在研究基于多个VFH“启动”点的方法的可行性。

        • AisleNav

          • •UM开发了一种移动机器人通过狭窄通道的新方法。
          • •关键要求:通道内的入口、出口和旅行必须100%无碰撞
            • •声纳很难满足要求，因为镜面反射和串扰会导致错误的距离读数。
          • •UM的解决方案基于:
            • •优化传感器的位置
            • •只有精确的径向范围用于伺服读数。
            • •仅用于“是/否”决策的不准确的范围读数。

        • 战术移动机器人

        • 1998年，我们将VFH/EERUF避障技术移植到所谓的战术移动机器人(TMRs)上。
          • 在这个darpa资助的项目中，我们为移动机器人在恶劣环境中工作开发了高可靠的避障方法。

        • 微控制器接口板

          • 在TMR项目的过程中，EERUF方法的小型硬件实现显然对小型移动机器人有很大的好处。
          • •因此，我们在软盘大小的板上实现了EERUF和其他功能。
          • 由于其他移动机器人研究人员的强烈兴趣，我们已经将MCIB商业化。

        • 避障试验台

          • 包括一个电脑控制电机驱动的4米直线运动桌和一个固定的平底/倾斜桌。
          • 物体(=障碍物)可以被扔向安装在平底锅/倾斜桌上的障碍物回避传感器(如声纳)(反之亦然)。
          • 在完全受控的动态条件下，允许精确再现动态障碍检测条件。
          • 独特的试验台，可能在美国只有一个

      • 移动机器人定位

          • UMBmark

          • UM开发了移动机器人里程表精度的基准测试，称为“UMBmark”。
            • UM使用ummark测试了六种不同的车辆配置:
              1. TRC LabMate，差动驱动。
              2. Cybermotion K2A同步驱动器。
              3. 克拉珀参数。
              4. Remotec Andros，追踪车辆。
              5. 安德罗斯编码器拖车。
              6. 智能编码器拖车(模拟)。

          • 校准

          • 澳大开发了一种新的移动机器人校准方法
            • 基于ummark的方法。
            • 适用于差速驱动车辆(如LabMate)。
            • 将系统误差降低一个数量级。
            • 方法可完全自动应用。
            • 方法经其他研究人员验证。

          • Gyrodometry

            • 其他问题:地面上的凸起或裂缝会导致里程表测量的大误差。
            • 澳大正在开发减少这种“非系统”错误的新方法。
            • UM最近的发展:“陀螺测量”。利用陀螺仪的数据来检测和纠正非系统误差。

          • 导航的书

            • 1994年，ORNL要求提交一份关于移动机器人定位方法的报告。
            • 作为回应，澳大调查了相关文献，与公司进行了交流，并制作了同类调查中最全面的“我在哪里”报告。
            • 由于这份报告的重要性，它是:
              • 以书籍形式出版，
              • 以唯读光碟出版，
              • 并完整地发布在互联网上。

          • 陀螺标定

          • UM开发的精确校准方法
            光纤陀螺仪。
            • 提供10倍的精度比制造商的原始陀螺。
            图片描述:
            • 上图:
              陀螺校准:典型的陀螺输出误差与制造商的原始校准
            • 底:
              应用澳大的新校准方法后，误差减少了一个数量级以上。

          • 高精度船位推算系统

          • HADRS的主要特性
            • 适用于任何轮式或履带式地面车辆。
            • 适用于任何地形，包括崎岖，陡峭的倾斜地形。
            • 只需要一个电源连接和车轮/轨道编码器数据从主机车辆。此外，系统还可以使用我们可改装的附加编码器的编码器数据，使其独立于主机车辆编码器。
            • 没有GPS，计算机视觉，信标，或任何其他外部参考，但可以容纳和集成可选的外部GPS。
            • 对环境漠不关心:室内、室外、城市或农村。
            • 体积小，可以放入1/3 Packbot有效载荷舱(正在开发的rev.2更小:6.23x2.87x3.25英寸)。
            • 设计为最小的功耗。
            • 输出与JAUS兼容的时间戳X、Y、Z和10hz的航向数据流。
            • 通过以太网、WiFi、射频或远程射频数据调制解调器输出数据。
            • 不受极端工作温度或工作温度突然变化的影响。

          • 被领导导航

            • 目的:
              • 让移动机器人跟随行走的人类领导者没有GPS，也没有视线
            • 工作原理:
              • 领导者使用我们的个人死亡推算(PDR)系统。
              • 追随者有航迹推算能力(通常:IMU和里程计)。
              • 两个航迹推算系统通过射频调制解调器通信。
              • 我们的Leader-Follower方法同步了两个航迹推算系统。
            • 预期的性能:
              • 在任何环境下，跟随者可以不受时间限制地跟踪领导者。
              • 追随者可能会落后于领导者2-60秒。不需要视线。

          • 遥控ugv的室内精确跟踪

            • 目的:
              • 为远程操作UGV提供类似gps的视觉轨迹，以方便在建筑物内驾驶UGV。
            • 工作原理:
              • 使用低成本的陀螺和UGV内置的里程表。
              • 使用我们正在申请专利的启发式漂移消除(HDE)方法来消除所有陀螺误差的影响，包括陀螺漂移。
              • 不需要GPS，射频信标或基准。
            • 性能:
              • 在无限持续时间的运行中零头错误!＊
              • 平均位置误差<行进距离的1% !＊

          • NASA火星探测器2009

            • 美国国家航空航天局资助的一个项目，旨在为2009年火星漫游者任务开发高精度航迹推算系统。
            • 我们建造了“Fluffy”，一个完全功能的NASA fido级火星漫游者的1/2比例的克隆体。
            • 我们在Fluffy上实现了基于模糊逻辑专家规则的导航(FLEXnav)方法。
            • 我们针对砂土上独特的车轮滑移条件对FLEXnav系统进行了优化。
            • 主要创新:
              车轮滑移检测与滑移监测修正

          • 启发式漂移减少

            • 许多车辆跟踪系统使用GPS作为主要传感器，陀螺加里程计作为次要传感器。后者帮助计算车辆在GPS中断时的位置。
            • 这种方法的问题是低成本陀螺仪有很高的漂移率，这导致在短短几秒钟或几分钟后就有很大的航向误差。
            • Heuristic Drift Reduction (HDR)基于经过测试和验证的启发式方法估计陀螺的瞬时偏倚漂移，然后从陀螺的输出中减去估计的漂移。
            • 结果是有效漂移的显著减少，这导致了两个数量级的低航向误差!
            • HDR完全不需要硬件。它是一个小的软件段，可以添加到任何现有的程序代码。
            • HDR适用于任何陀螺仪或IMU;它对低成本/高漂移陀螺仪最有效。

        • 行人跟踪

            • 室内行人跟踪

            • 操作原理:脚装式IMU

              特性
              • 记录和传送行走或爬行者的位置。
              • 消除每一步加速度计漂移的影响。
              • 采用正在申请专利的启发式漂移消除(HDE)算法来消除MEMS陀螺灵敏度对线性加速度和漂移的影响。
              • 适合行走/慢跑/爬行/向前/向后/侧向/任何方向跳跃。
              性能
              • 在无限持续时间的行走中，平均头球错误接近零!
              • 平均位置误差<行走距离的1% > 30分钟
              • 平均仰角(z轴)误差< 1 m。

            • 户外行人Trackin

            • 操作原理:脚装式IMU

              特性
              • 记录和传送一个行走的人的位置。
              • 不需要GPS。
              • 不需要信标或任何其他外部引用。
              • 消除每一步加速度计漂移的影响。
              • 不需要用户特定的校准*。
              • 实时记录和(无线)传输位置数据。
              性能
              • 上升2英里时的平均位置误差:约为行进距离的0.5%。
              • 上升2英里时最大的位置误差:< 40米。

            • 室内赛格威跟踪

            • 启发式增强里程计(HEO)在室内结构化环境中使用时消除了里程计航向误差。

              特点:
              • 不需要任何传感器以外的轮编码器里程表。
              • 不需要信标或任何其他外部引用。
              • 实时工作，只需要20-30行C代码。
              • 在无限持续时间和距离*的驱动器中提供接近零的航向错误。
              • 提供位置误差<1%的移动距离*。

          • 机器人辅助残疾人

              • NavChair

                • 澳大为重度残疾用户开发了“导航椅”。
                  • 由于震颤或其他限制，一些使用者不能用操纵杆准确控制轮椅。
                • NavChair的避障功能克服了以下问题:
                  • 用户用操纵杆给出大致的移动方向;NavChair遵循这个方向。
                  • 当遇到障碍物时，导航椅会绕过障碍物，同时尽量保持用户指定的方向。

              • NavBelt

                • 与导航椅类似，澳大为盲人开发了“导航带”。
                • 使用澳大的避障功能:
                  • •NavBelt不向机器人控制器发出转向信号，而是通过耳机产生声音信号传递给用户。
                • NavBelt的限制:
                  • 需要数百小时的训练，用户才能及时对声音信号做出反应，即使是在缓慢的行走速度下。

              • GuideCane

                • 有前景的盲人引导解决方案:UM的“GuideCane”，具有基于超声波传感器的障碍物回避
                • 绕过障碍物
                  • 转向动作立即被用户感觉到，然后遵循由被操纵的传感器头规定的改变的路径。
                • GuideCane的主要优点:
                  • 全自动避障
                  • 完全直观的操作，完全不需要训练。
                  • 通过结合里程计、罗盘和陀螺仪数据来维护位置信息。