移动机器人无线监控系统设计与避障路径规划研究.pdf

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摘要随着无线传输技术的不断发展,无线控制技术成为机器人控制技术的重要技术之一,通过无线方式对机器人在自主运行过程中的运动状况监控,当出现危险情况下进行人为干预控制可以保证机器人的安全性和稳定性。在机器人运动的过程中为了减少碰撞造成的机器人本体的损坏、提高工作效率需要对其进行避障路径规划。基于以上,本文主要进行移动机器人无线监控系统的设计与避障路径规划研究。首先,进行了一种机器人无线信息传输与控制系统的设计。在对系统功能进行分析的基础上进行分模块化设计,主要包括的控制部分,通信部分,系统电源管理部分,驱动部分,环境信息感知与获取部分,语音播报等的设计。对各模块之间进行了整合,绘制出了整体的控制电路并进行了板的制作和加工。其次,结合机器人运动过程中的避障路径规划需求,提出采用超声波测距方式来获取机器人本体周围的障碍物信息,在分析了传统人工势场法在机器人避障路径规划中的不足的基础上,考虑机器人本体约束的条件下,针对非质点障碍物环境下的路径规划问题,提出采用障碍物边界斥力和的方法改进斥力计算公式;针对机器人受力平衡时的目标不可达问题,采用虚拟子目标引导法改进算法;针对突肪郴魅怂浪侍猓捎帽枷蚰勘晷形:虵—行为相结合的方法解决问题;沿用传统人工势场法的思想,考虑物体之间的相对速度、加速度因素,构建了新的人工势场函数,适用于动态环境的避障路径规划。进行了相关的仿真实验,实验结果验证了算法的有效性。再次,作为对路径规划的一种延伸,设计了模糊控制路径跟踪器,结合实验对象轮椅机器人对其转向控制原理进行了分析,得出了转向角与控制器中的模拟控制线电压之间的关系,为实现轮椅的自主智能运行提供了帮助。最后,编写了无线监控系统的控制界面和硬件系统相关程序,实现了机器人的无线控制和无线图像的传输。进行了机器人测距系统的测距实验,并在监控平台上进行了机器人的避障路径规划仿真实验。关键词:移动机器人,无线监控系统,人工势场法,路径规划
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录目第滦髀邸璴课题研究的背景与意义⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯移动机器人研究现状⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯机器人关键技术⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯第挛尴呒嗫叵低车纳杓朴胙芯俊系统功能分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯系统硬件的组成⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯刂颇?椤籰涌谕ㄐ拍??⒌母兄S牖袢∧????樯杓啤系统硬件整体电路图的绘制与实现⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..端控制系统电路的绘制与实现⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯...忠味丝刂葡低车缏返幕嬷朴胧迪帧第乱贫魅吮苷下肪豆婊芯俊.
轮椅数学模型的建立⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯路径规划相关技术⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.魅硕曰肪车母兄!.肪承畔⒌慕!传统人工势场算法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..改进人工势场法避障路径规划⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。.⋯