基于Real Sense的轮式教育机器人室内路径规划研究

发布时间：2022-11-04 23:29

　　机器人学是与机器人设计、制造和应用相关的科学,随着社会的进步,第四次工业革命的高速发展,人工智能技术的崛起,机器人扮演着越来越重要的角色,关于教育机器人的研究也越来越成为科研界的热门问题。教育机器人可分为轮式机器人、履带式机器人以及足式机器人,由于轮式机器人运动模型较为简单,自由度比较低,因此本文将选用轮式教育机器人作为研究对象,提出基于ROS的轮式教育机器人软硬件框架,并针对机器人在深度相机下室内环境路径规划做出了研究。室内环境下教育机器人可通过SLAM（同步定位与地图构建）技术存储实时地图信息,通过己存的全局地图选择相应的算法进行从当前位置到指定点的规划称为全局路径规划,但是在不确定的环境中会遇到实时变化的障碍物,仅仅依靠全局路径规划进行导航是不可行的,此时需要借助视觉传感器或者激光雷达传感器检测障碍物,并局部改变规划路径。关于机器人的路径规划问题,在进行室内环境信息收集时,多采用单线程激光雷达或深度相机作为环境传感器,本文则采用深度相机的方式,对室内路径规划做出以下研究:（1）在测试轮式教育机器人行进的过程中,会产生机器人不走直线以及速度控制误差问题,本文提出了 PID控制算法改... 

【文章页数】：59 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 研究现状
        1.2.1 教育机器人发展现状
        1.2.2 轮式机器人研究现状
    1.3 研究内容及目的
    1.4 文章组织结构
第二章 轮式教育机器人框架搭建
    2.1 轮式教育机器人软硬件平台
        2.1.1 轮式教育机器人硬件平台
        2.1.2 轮式教育机器人软件平台
        2.1.3 轮式教育机器人功能设想
    2.2 什么是ROS
        2.2.1 ROS主要特点
        2.2.2 ROS主要优缺点
    2.3 立体视觉简介
        2.3.1 RealSense R200介绍
        2.3.2 为什么选择RealSense R200
        2.3.3 结构光相机深度原理
    2.4 本章小结
第三章 轮式机器人运动模型
    3.1 机器人双轮运动模型
    3.2 PID控制算法
        3.2.1 PID原理简介
        3.2.2 PID实例演示
    3.3 本章小结
第四章 移动机器人路径规划
    4.1 轮式机器人全局路径规划
        4.1.1 迪杰斯特拉算法
        4.1.2 A*算法
    4.2 轮式机器人局部路径规划
        4.2.1 DWA原理
        4.2.2 DWA速度采样
        4.2.3 DWA评价函数
    4.3 本章小结
第五章 轮式机器人室内路径规划实验
    5.1 实验环境
    5.2 实验说明
    5.3 实验过程及分析
        5.3.1 深度图像获取
        5.3.2 深度图像处理
        5.3.3 路径规划实验
    5.4 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 结论总结
    6.2 研究展望
参考文献
攻读硕士期间发表的论文
致谢



本文编号：3701529