室内移动机器人导航技术研究.pdf

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1、大庆石油学院硕士研究生学位论文室内移动机器人导航技术研究摘要室内移动机器人导航技术的研究是一个综合的、复杂的、不断发展的过程。近年来，室内自主式移动机器人的研究和设计成为许多人关注的焦点。对于移动机器人来说，导航控制是一个熏要的问题，是实现机器人智能性的核心技术。它主要由：环境信息获取功能，环境信息理解和建模功能以及实现自动导航的路径规划算法组成。其中环境信息理解和建模是核心内容。因此移动机器人导航系统研究就是针对所处环境选择相应的传感器，然后根据传感器所采集的信息特征建立相应的环境模型，最后建立相应的路径规划控制算法。本文首先介绍了室内移动机器人的研究背景，特点，发展前景，

2、及研究室内移动机器人的目的和意义等相关内容。然后对超声波测距原理及超声波栅格化环境建模原理作了论述和研究，并利用超声波传感器对我们所在实验室的工作环境进行了环境信息的获取、理解和建模实验，同时设计了相应的室内移动机器人全区域路径覆盖算法。在分析了室内移动机器人动力学特性的基础上，我们采用CygnalF020单片机作为核心控制器，利用超声波传感器、碰撞传感器、步进电机及其控制芯片TA8435联合制作开发了移动机器人实验平台。在该开发平台上对我们所设计的室内全区域路径覆盖算法进行实验验证。最后介绍了模糊控制、模糊神经网络的基本原理，并利用模糊控制和模糊神经网络技术对室内移动机器人

3、导航中的模糊控制避障和模糊神经网络路径跟踪作了MATLAB仿真研究。最后得出本文结论内容。关键词：机器人导航超声波测距路径规划避障路径跟踪摘要RESEARCH0NINDOORMOBILEROBOTNAVIGATIoNTECHNOLOGYABSTRACTResearchonthetechnologiesofindoormobilerobotnayigationisacomprehensiveandcomplicatedprocessandneedsdeeperanddeeperexploration：Ithasbecomeahotfieldtoresearchanddesign

4、theindoorautonomousmobilerobotinthepastfewyears．Autonomousnavigationisveryimportantformobilerobotsandisthekerneltechniqueforroboticintelligence．Thesetechnologiesmainlyincludeenvironmentinformationcollection，environmentinformationunderstanding，environmentinformationmodelingandtherebythepathp

5、lanningforautonomousnavigationofwhichthesecondandthirditemsarethekeyitems．Therefore，theresearchonthenavigationsystemofmobilerobotsisorganizedinthesesteps：choosethecorrespondingsensorsforthespecialenvironment，choosetheproperenvironmentmodelaccordingtotheinformationfeaturesofsensors，and1astly

6、buildapathplanningalgorithmfortheselectedenvironmentmodel．Firstly,itWasgivedthatabriefintroductionoftheresearchbackground，characteristics，prospectforindoormobilerobots，aswellasroboticnavigationinthepapanThan，Weelaboratetheprincipleofultrasonicdistancedetection，ultrasonicmodelingandhoWtocoll

7、ectandunderstandenvironmentinformationbasedonwhichamodelisbuilt．WeAlsodesignthearea—coveringalgorithm．Basedonmakingananalysisofthedynamicpropertiesofmobilerobots，Wediscussehowtodevelopthemobilerobotexperimentplatform，usingtheCygnalF020asthecontroller,the