嵌入式移动机器人避障研究与系统设计实现.pdf

青岛科技大学
硕士学位论文
嵌入式移动机器人避障研究与系统设计实现
姓名:于竹林
申请学位级别:硕士
专业:控制理论与控制工程
指导教师:魏权利
20090610
嵌入式移动机器人避障研究与系统设计实现摘要关键词:移动机器人嵌入式系统避障超声测距神经模糊控制浇容。本文分析了机器人常用避障传感器的特点和原理以及多传感器融合技术,并在研究嵌入式系统的基础上,本文自主设计并开发了嵌入式移动机器人平砥为核心,进行机器人底层运动控制系统的设计,设计了机器了僮飨低常7⒘说缁绦颉2捎昧顺ùǜ衅鞫砸贫魅酥芪最后提出了神经模糊控制避障算法,详细论述了该算法的设计与实现,仿真结果证明了本文所提算法的正确性和有效性,并将该算法移植到了嵌入式移动机移动机器人是机器人领域研究的重要方向,是当前研究的热点之一。传统的移动机器人基本上都采用专用处理器和专用操作系统,这已不能满足现代机器人的发展要求,随着嵌入式系统的发展,移动机器人正向经济化、小型化、智能化和通用型方向发展。自主避障是移动机器人安全行驶的重要保障,也是移动机器人研究的重要内对机器人避障算法进行了研究。详细分析了模糊控制和神经网络控制理论,二者可以表达那些难以用数学模型描述的规则,适合移动机器人的智能避障控制。台,为移动机器人的硬件和软件设计提供了一个解决方案。此机器人平台具有可移植性和可扩展性,并在此平台上进行了机器人避障系统的研究。本文以高性能人的外围电路和扩展接口,重点设计了步进电机驱动模块。在硬件的基础上移植的环境进行探测,设计了以テ?刂破鞯亩嗦烦饩嗄?椋⒔行了测距实验,测距精度可以满足机器人避障要求。器人的系统中,实现了移动机器人的安全避障。在实际的测试中,本文所设计的移动机器人平台和避障算法能快速有效的实现避障。机驱动青岛科技大学研究生学位论文
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篗青岛科技大学研究生学位论文
轵和日期:石卵每桑蒃关于论文使用授权的说明独创性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外,论文中本学位论文作者完全了解青岛科技大学有关保留、使用学位论文的规定,有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘,允许论文被查阅和借阅。本人授权学校可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含本人已用于其他学位申请的论文或成果。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。申请学位论文与资料若有不实之处,本人承担一切相关责任。本人签名:日期:年月日可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。本人离校后发表或使用学位论文或与该论文直接相关的学术论文或成果时,署名单位仍然为青岛科技大学。C艿难宦畚脑诮饷芎笫视帽臼谌ㄊ本学位论文属于:保密口,在年解密后适用于本声明。不保密口。朐谝陨戏娇蚰诖颉啊导师签名:嵌入式移动机器人避障研究与系统设计实现
第一章绪论课题研究背景及意义自从年世界上第一台机器人诞生以来,机器人技术得到了长足的进步和发展,至今已发展成为一门集机械、电子、计算机、控制、传感器、信号处理等多学科领域为一体的综合性尖端科学。机器人的出现和应用,极大地推动了工业生产、航空航天、军事、医疗等领域的发展,也大大地便利了人们的生活。移动机器人是机器人学的一个重要分支,其自主机器人更是研究热点,是一类能够通过传感器感知环境和自身状态,对复杂环境进行自主分析、判断和决策,实现面向目标的自主运动,从而完成一定作业功能的机器人系统【。移动机器人的研究始于上世纪年代末期,斯坦福研究院砒腘等人,在年至年中研制出了取名为的自主移动机器人K孀偶算机的应用和传感技术的发展,特别是在上世纪年代中期,设计和制造机器人的浪潮席卷全世界,一大批世界著名的公司开始研制移动机器人平台。年代以来,以研制高水平的环境信息传感器和信息处理技术,高适应性的移动机器人控制技术,真实环境下的规划技术为标志,开展了移动机器人更高层次的研究。目前,移动机器人的研究正趋向于更高程度的类人化和仿生化,并且各种技术的应用也大大加强了移动机器人的应用程度。随着科学技术的发展,智能移动机器人技术将成为我国机器人技术关注和开发的重点。目前,我还和发达国家缑拦⑷毡镜有一定的差距。美国早在世纪年代,就由美台的战略计划,以及后来的自主地面车辆苹空间机器人计划等。日本研制机器人的时间比美国大约晚年,但日本产业界和政府高度重视机器人的发展,并于年成立了日本工业机器人协会,此后日本机器人技术得到了飞速发展。同理,经过近