仿人家庭移動(dòng)服務(wù)機(jī)器人應(yīng)用研究.pdf

1、機(jī)器人技術(shù)是由計(jì)算機(jī)、控制論、電子學(xué)、仿生學(xué)、人工智能、信息傳感技術(shù)等多學(xué)科交叉而形成的高新技術(shù)。目前其研究十分活躍，應(yīng)用領(lǐng)域日益廣泛，已經(jīng)成為衡量一個(gè)國(guó)家高科技發(fā)展水平的重要標(biāo)志。面向家庭應(yīng)用的具有開放式控制系統(tǒng)并能進(jìn)行視覺(jué)控制的智能服務(wù)機(jī)器人，因其具有更好的通用性和環(huán)境適應(yīng)能力，是機(jī)器人發(fā)展的一個(gè)趨勢(shì)。
　　本文在對(duì)家庭服務(wù)機(jī)器人相關(guān)技術(shù)進(jìn)行研究的基礎(chǔ)上，利用低成本器件設(shè)計(jì)了一個(gè)簡(jiǎn)易的家庭服務(wù)機(jī)器人系統(tǒng)。它能夠在室內(nèi)行走，通過(guò)

2、自身傳感器感知周圍環(huán)境，完成目標(biāo)跟蹤、拿持物體、簡(jiǎn)單娛樂(lè)等功能。其機(jī)身為鋁合金支架，結(jié)構(gòu)上具備人的基本結(jié)構(gòu)，包括頭部、手臂、腰部、腿和腳五部分。頭部為一個(gè)數(shù)字?jǐn)z像機(jī)，作為機(jī)器人視覺(jué)，用來(lái)對(duì)目標(biāo)物體進(jìn)行跟蹤和定位。單片機(jī)對(duì)獲得的數(shù)字圖像進(jìn)行了中值濾波、二值化、圖像特征點(diǎn)提取等預(yù)處理，獲取了目標(biāo)物體的中心點(diǎn)。手臂由連桿和舵機(jī)連接而成，共有5個(gè)自由度，同時(shí)手臂上也安裝有一個(gè)攝像頭，組成機(jī)械臂的手眼結(jié)構(gòu)，將末端執(zhí)行器實(shí)際位置反饋給控制器，實(shí)現(xiàn)機(jī)

3、械臂的閉環(huán)控制。為了使手臂能夠準(zhǔn)確的抓取到目標(biāo)物體，對(duì)機(jī)械臂進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)學(xué)分析，采用D-H方法建立了機(jī)械臂的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型，求得了運(yùn)動(dòng)學(xué)方程的正解和逆解，用MATLAB工具仿真了其工作空間，并驗(yàn)證了方程推導(dǎo)的正確性。腳是兩輛飛思卡爾智能車，分別由兩個(gè)英飛凌單片機(jī)進(jìn)行控制，單片機(jī)之間通過(guò)無(wú)線模塊進(jìn)行通信，實(shí)現(xiàn)信息的交換，使機(jī)器人能夠穩(wěn)定行走。同時(shí)兩個(gè)控制器還分別采集多個(gè)傳感器的信息，控制不同的執(zhí)行機(jī)構(gòu)完成相應(yīng)動(dòng)作。軟件部分采用模塊化設(shè)計(jì)，將不同