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《哈尔滨工业大学》 2010年
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移动机器人系统设计及控制研究

刘隐明  
【摘要】:随着移动机器人技术的日益发展,移动机器人技术在工业、农业、家庭、服务、军事、科研等领域起到了越来越大的作用。作为家庭服务机器人移动平台,人们希望家庭服务机器人能够承担更多家务,让人们有更多的时间投入到工作和学习中去,同时人们希望机器人有自主学习的能力,能快速的适应环境,更好的为人们服务。本文以家庭服务机器人为背景,研究新型的移动机器人,主要研究内容如下: 分析国内外机器人结构,以及结合本课题的要求,研究新型的五轮移动机器人。移动机器人传感器系统包括了激光传感器、红外传感器、防碰撞传感器、陀螺仪、编码器等。机器人采用激光传感器、红外传感器、防碰撞传感器感知外部环境,其中激光传感器可有效的获取远距离的障碍物信息,而红外传感器和防碰撞开关则可以获得激光传感器无法探测的近距离障碍物信息。 分析五轮移动机器人的特点,建立运动学模型和运动学方程,实现机器人的基本运动。机器人运动控制采用位置环和速度环结合,提高了机器人运动灵活性和实时性。根据室内环境特点,通过激光传感器识别门进行定位,此方法定位精度高、可靠性高。本文采用了一种简单、有效的融合算法将传感器获取的数据进行融合,根据机器人所处的环境,做出正确的决策,实现障碍物的探测,从而在未知环境下避障、导航。 针对室内环境的特点,本文采用了基于栅格法的路径规划,提出了单通道区域划分的方法,将室内环境划分为几个单通道区域,进行局部区域路径规划和全区域路径规划。最后通过实验验证,此方法在室内环境的路径规划能起到很好的效果。
【学位授予单位】:哈尔滨工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TP242.6

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