智能移動(dòng)機(jī)器人的研究與開發(fā).pdf

1、智能移動(dòng)機(jī)器人技術(shù)是機(jī)器人研究領(lǐng)域的一個(gè)重要分支.從阿波羅登月計(jì)劃中的月球車到美國(guó)最近推出的NASA火星探測(cè)機(jī)器人,從西方各國(guó)正在加緊研制的戰(zhàn)場(chǎng)巡邏機(jī)器人、偵察車到新近研制的管道清洗檢測(cè)機(jī)器人和智能服務(wù)機(jī)器人,都有力地顯示出智能移動(dòng)機(jī)器人正在與人類共同發(fā)展和進(jìn)步.它的研究領(lǐng)域更是包羅萬(wàn)象,就其控制領(lǐng)域而言,其關(guān)鍵技術(shù)可分為以下三項(xiàng):路徑規(guī)劃、導(dǎo)航定位、路徑跟蹤與車體控制技術(shù),或者分為決策層技術(shù)與執(zhí)行層技術(shù).本論文基于自行研制開發(fā)的移動(dòng)機(jī)

2、器人"巨人"號(hào)平臺(tái),主要對(duì)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)原理、控制系統(tǒng)、感覺(jué)網(wǎng)絡(luò)及其信息融合和路徑規(guī)劃策略進(jìn)行了研究.本論文根據(jù)雙輪驅(qū)動(dòng)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)原理對(duì)"巨人"號(hào)進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)分析,建立了運(yùn)動(dòng)數(shù)學(xué)模型.基于當(dāng)今機(jī)器人控制系統(tǒng)開放性的發(fā)展趨勢(shì),研究開發(fā)了以單板計(jì)算機(jī)(SBC)為控制核心,包括伺服、步進(jìn)運(yùn)動(dòng)控制的移動(dòng)機(jī)器人控制系統(tǒng).建立了以SONAR和光電色差傳感器為主的機(jī)器人感覺(jué)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),對(duì)傳感器信號(hào)利用模糊理論進(jìn)行融合,得到環(huán)境信息,使機(jī)器人具有較強(qiáng)的路徑跟

3、蹤和防撞避碰能力.在感覺(jué)網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上,總結(jié)機(jī)器人控制實(shí)驗(yàn)中的經(jīng)驗(yàn)與理論,把機(jī)器人所有的路徑運(yùn)動(dòng)都抽象為圓弧運(yùn)動(dòng),提出了動(dòng)態(tài)圓心法移動(dòng)機(jī)器人路徑規(guī)劃策略.動(dòng)態(tài)圓心法是基于全局規(guī)劃的局部規(guī)劃方法,使機(jī)器人路徑規(guī)劃的中心都集中到了動(dòng)態(tài)圓心上,以動(dòng)態(tài)圓心的運(yùn)動(dòng)為控制量,驅(qū)動(dòng)機(jī)器人實(shí)現(xiàn)在動(dòng)態(tài)不確定環(huán)境下的安全運(yùn)動(dòng).經(jīng)過(guò)仿真與機(jī)器人比賽的實(shí)際檢驗(yàn),自行研制的移動(dòng)機(jī)器人系統(tǒng)及其路徑規(guī)劃策略都得到了比較理想的效果,說(shuō)明本論文研究方向和控制思想在智能移動(dòng)