自新型冠状病毒肺炎疫情爆发以来,工业机械臂已成为制造业中“减人不减效”的抗疫战争中的设备关键,而运动学逆解是机械臂进行工作轨迹规划及优化工作效率的理论前提。相比Denavit-Hartenberg法,旋量理论法求解效率较高,且以得到学界业内的大量应用。但旋量理论法的逆解基础Paden-Kahan子问题,只能解决特定的自由度较低串联机构的逆解问题,具备一定局限性。这里在Paden-Kahan第二子问题的基础上,提出了其第二子问题的一种新的扩展问题,实现了对其经典问题进行补充。最后以ABB IRB2600型机器臂作为验证对象,并验证了其有效性。

针对清雪机器人在未知环境中缺乏环境感知能力和自主规划路径等问题,研究基于机器人操作系统(ROS)结合激光雷达的同时定位与建图技术(SLAM)、路径规划技术,确定清雪机器人的研究思路。采用基于改进Rao-Black⁃wellized粒子滤波SLAM用于机器人在未知环境中实现同时定位和建图,通过激光雷达扫描匹配建立栅格地图,采用A^(∗)和DWA算法对建立的栅格地图进行全局路径规划和局部动态避障,并通过自主开发的清雪机器人作为实验平台验证可行性。结果表明:在实际环境中,基于激光雷达的同步定位与建图有效解决了清雪机器人位姿估计和地图构建问题,清雪机器人能够按照指定清雪路线移动,并避开实时出现的障碍物,验证了清雪机器人设计的可能性。