智能移動機器人的研究與開發(fā).pdf

1、智能移動機器人技術是機器人研究領域的一個重要分支.從阿波羅登月計劃中的月球車到美國最近推出的NASA火星探測機器人,從西方各國正在加緊研制的戰(zhàn)場巡邏機器人、偵察車到新近研制的管道清洗檢測機器人和智能服務機器人,都有力地顯示出智能移動機器人正在與人類共同發(fā)展和進步.它的研究領域更是包羅萬象,就其控制領域而言,其關鍵技術可分為以下三項:路徑規(guī)劃、導航定位、路徑跟蹤與車體控制技術,或者分為決策層技術與執(zhí)行層技術.本論文基于自行研制開發(fā)的移動機

2、器人"巨人"號平臺,主要對機器人運動原理、控制系統(tǒng)、感覺網(wǎng)絡及其信息融合和路徑規(guī)劃策略進行了研究.本論文根據(jù)雙輪驅動機器人運動學原理對"巨人"號進行了運動分析,建立了運動數(shù)學模型.基于當今機器人控制系統(tǒng)開放性的發(fā)展趨勢,研究開發(fā)了以單板計算機(SBC)為控制核心,包括伺服、步進運動控制的移動機器人控制系統(tǒng).建立了以SONAR和光電色差傳感器為主的機器人感覺網(wǎng)絡系統(tǒng),對傳感器信號利用模糊理論進行融合,得到環(huán)境信息,使機器人具有較強的路徑跟

3、蹤和防撞避碰能力.在感覺網(wǎng)絡的基礎上,總結機器人控制實驗中的經(jīng)驗與理論,把機器人所有的路徑運動都抽象為圓弧運動,提出了動態(tài)圓心法移動機器人路徑規(guī)劃策略.動態(tài)圓心法是基于全局規(guī)劃的局部規(guī)劃方法,使機器人路徑規(guī)劃的中心都集中到了動態(tài)圓心上,以動態(tài)圓心的運動為控制量,驅動機器人實現(xiàn)在動態(tài)不確定環(huán)境下的安全運動.經(jīng)過仿真與機器人比賽的實際檢驗,自行研制的移動機器人系統(tǒng)及其路徑規(guī)劃策略都得到了比較理想的效果,說明本論文研究方向和控制思想在智能移動