自主移動(dòng)機(jī)器人系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
頁(yè)數(shù) 76 字?jǐn)?shù) 27997
摘要
現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，尤其是進(jìn)入上個(gè)世紀(jì)80年代以來(lái)[1]，機(jī)器人技術(shù)進(jìn)步與其在各個(gè)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，引起了各國(guó)專(zhuān)家的普遍關(guān)注。作為機(jī)器人科學(xué)的一個(gè)重要的組成部分，移動(dòng)機(jī)器人一直是機(jī)器人科學(xué)的研究熱點(diǎn)之一。近年來(lái)對(duì)移動(dòng)機(jī)器人的研究受到重視，自主式移動(dòng)機(jī)器人是研究最多的一種。作為智能機(jī)器人的一種，自主式機(jī)器人能夠按照預(yù)先給出的任務(wù)指令，根據(jù)已知的地圖信息做出全局路徑規(guī)劃，并在行進(jìn)過(guò)程中，不斷感知周?chē)h(huán)境信息，引導(dǎo)機(jī)器人自身繞開(kāi)障礙物(簡(jiǎn)稱(chēng)避障)，安全行駛到達(dá)指定目標(biāo)，并執(zhí)行要求的動(dòng)作與操作。
下面就自主移動(dòng)式機(jī)器人[2]的關(guān)鍵技術(shù)、國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀和本文的研究工作等方面分別予以介紹。

目 錄
第1章 緒論 1
1.1 引言 1
1.2 自主移動(dòng)機(jī)器人技術(shù)概述 1
1.2.1 自主移動(dòng)機(jī)器人的分類(lèi) 1
1.2.2 自主移動(dòng)機(jī)器人的關(guān)鍵技術(shù) 2
1.3 目前研究熱點(diǎn)及發(fā)展趨勢(shì) 3
1.3.1 國(guó)外移動(dòng)機(jī)器人的發(fā)展現(xiàn)狀 3
1.3.2 國(guó)內(nèi)研制的幾種移動(dòng)機(jī)器人 4
1.4 本課題的來(lái)源與研究?jī)?nèi)容 6
第2章 移動(dòng)機(jī)器人的體系結(jié)構(gòu) 7
2.1 移動(dòng)機(jī)器人的結(jié)構(gòu) 7
2.1.1 移動(dòng)平臺(tái)系統(tǒng) 7
2.1.2 機(jī)械手系統(tǒng) 8
2.1.3 視覺(jué)系統(tǒng) 9
2.1.4 主控系統(tǒng) 10
2.1.5 遠(yuǎn)程系統(tǒng) 11
2.2 接口協(xié)議與通信規(guī)范 11
2.2.1 串口通訊 11
2.2.2 無(wú)線通訊 15
2.3 本章小結(jié) 20
第3章 移動(dòng)機(jī)器人控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 21
3.1 移動(dòng)機(jī)器人控制體系結(jié)構(gòu)的基本功能和要素 21
3.2 移動(dòng)機(jī)器人的控制結(jié)構(gòu) 21
3.2.1 傳統(tǒng)控制系統(tǒng) 22
3.2.2 反應(yīng)式控制系統(tǒng) 23
3.2.3 基于行為控制技術(shù) 24
3.2.4 混和式控制系統(tǒng) 25
3.3 移動(dòng)機(jī)器人控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 25
3.3.1 控制結(jié)構(gòu)方案的分析和選取 27
3.3.2 控制結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 27
3.4本章小結(jié) 30
第4章 移動(dòng)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)控制 31
4.1問(wèn)題分析和描述 31
4.2 運(yùn)動(dòng)學(xué)分析 32
4.2.1 運(yùn)動(dòng)學(xué)建模 32
4.2.2 運(yùn)動(dòng)學(xué)方程推導(dǎo) 33
4.3 移動(dòng)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制算法的設(shè)計(jì) 36
4.3.1 直線行走 36
4.3.2 原地轉(zhuǎn)動(dòng) 38
4.3.3 轉(zhuǎn)彎運(yùn)動(dòng) 39
4.3.4 左右移動(dòng) 40
4.4 算法仿真 41
4.5本章小結(jié) 43
第5章 任務(wù)控制 44
5.1 總的任務(wù)的描述和分解 44
5.2 目標(biāo)搜索、靠近和對(duì)準(zhǔn) 44
5.2.1 視覺(jué)導(dǎo)航 44
5.2.2 機(jī)器人行走 45
5.2.3 目標(biāo)的搜索和靠近 46
5.2.4 目標(biāo)物體的對(duì)準(zhǔn) 47
5.3 物體的抓取和放置 48
5.4 機(jī)器人的自主避障 48
5.4.1路徑規(guī)劃 50
5.4.2 勢(shì)場(chǎng)的建立與計(jì)算 51
5.5本章小結(jié) 55
第6章 遠(yuǎn)程控制 56
6.1 移動(dòng)機(jī)器人遠(yuǎn)程控制功能設(shè)計(jì) 56
6.1.1 移動(dòng)機(jī)器人遠(yuǎn)程控制模式的設(shè)計(jì) 56
6.1.2 移動(dòng)機(jī)器人遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)模式的設(shè)計(jì) 57
6.2 人機(jī)交互界面設(shè)計(jì) 57
6.2.1 平臺(tái)和機(jī)械手基本命令控制界面 58
6.2.2 機(jī)器人任務(wù)控制界面 59
6.2.3 小車(chē)狀態(tài)顯示 60
6.2.4 視頻顯示 61
6.3本章小結(jié) 62
結(jié)論和展望 63
參考文獻(xiàn) 65
攻讀學(xué)位期間發(fā)表的論文和取得的科研成果 69
致 謝 70

參考文獻(xiàn)
[1]徐國(guó)華，譚民．移動(dòng)機(jī)器人的發(fā)展現(xiàn)狀及其趨勢(shì)[J]．機(jī)器人技術(shù)與應(yīng)用，2001，14(3)：7-l4頁(yè)
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