自主移动机器人的定位与运动控制

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1、浙江工业大学硕士学位论文自主移动机器人的定位与运动控制摘要自主移动机器人是目前机器人领域研究的重点之一，吸引着众多学者的注意，这是因为它有着巨大的应用潜力。本文以自行设计的自主移动机器人为研究对象，完成了移动机器人的运动控制系统、感知系统的软硬件设计，并对移动机器人的墙跟踪策略中出现的问题进行了分析和研究。本文的主要研究内容和取得结果如下：1．主要介绍了移动机器人的一些关键技术，课题的研究背景和意义，概述了本论文的研究内容。2．详细分析了机器人的运动学特性。从独立双轮驱动的运动学模型出发，对运行速度和角速度之间的关系进行了探讨，指出机器人转弯半径与两轮线速度差之间的关

2、系，并完成构造移动机器人的机械结构和体系结构。3．完成了双轮差速驱动机器人运动控制系统，包括运动控制系统控制电路、驱动电路、光电隔离、速度传感器等。设计了一种新颖的基于单片机和CPLD的直流电机PWM驱动器。4．完成了机器人感知系统的设计，其中包括一种新颖的超声波传感测距系统、电子罗盘、红外光电传感器、通信模块和显示模块的软硬件设计。5．采用超声波传感测距系统和电子罗盘相结合的办法来获取移动机器人墙跟踪时需要的定位信息，并借助模糊逻辑的思想来完成移动机器人墙跟踪行为的实现。6．最后，对本文的研究和结果进行了总结，并提出了一些进一步研究的问题。关键词：移动机器人，超声波

3、传感测距系统，电子罗盘，PWM驱动器，墙跟踪浙江工业大学硕士学位论文LoCALIZATIoNANDMoTIoNCoNTRoLoFAUToNoMoUSMoBILERoBoTABSTRACTTheresearchonAutonomousMobileRobotisoneoftheemphasesofmobilerobotresearch．Becauseofitstremendouspotentialmarket，AutonomousMobileRobotisattractivetomanyspecialistsandscholars．Thisthesistakesthemo

4、bilerobotdesignedanddevelopedbyourselvesasanobjectofstudy，itaccomplishesthedesignofthesoftwareandhardwareplatformsofmotion-controlsystemandsense-measurement，andthenanalyzesandresearchestheproblemwhichappearsinthemobilerobot’Swall—followingexperiment．Themainworkandcontributionofthethesis

5、areasfollows：Firstly，itmainlyintroducessomepivotaltechniqueofAutonomousMobileRobot，thebackgroundandthemeaningofthisstudy．AnditsummarizestheprimarycontentofthispaperSecondly，thekinematicalcharacteristicofmobilerobotisanalyzedinthispaper．Basedonthekinematicalmodel，therelationshipbetweenth

6、elinevelocityandtheangularvelocityofmobilerobotisdiscussed，andtherelationshipbetweenswerveradiusandwheel’Slinevelocitysquaredifferenceisindicated，andthenthepaperaccomplishesthedesignofthemobilerobot’Sbodywork．Thirdly，Themotion—controllingsystemoftwo—wheeldifferentialdrivingmobilerobotis

7、designed，includingmotioncontrolcircuit，DCdrivercircuit，photoelectricityisolationandspeedsensorcircuit．AnoveldesignofDCmotor’SdrivebasedonCPLDisintroduced。Fourthly，thedesignofrobot’Ssensesystemiscompleted，includinganoveldetectionSystembasedontransceiverultrasonicsensorsandsteppi