两轮自平衡机器人自主移动系统设计和应用

发布时间：2022-01-06 22:17

　　两轮自平衡机器人结构简单,运动灵活,转弯半径小,适用于工作环境变化大、任务复杂的场合,如空间探索、地形侦察、危险品运输以及教育和服务机器人等领域。随着智能技术的发展,研究具有自主移动能力的两轮自平衡机器人成为主要趋势。两轮自平衡机器人具有高阶、非线性、多变量的特点,是一个动态平衡的欠驱动系统。本文研究了两轮自平衡机器人的自主定位、地图构建和路径规划问题。首先,综述了两轮自平衡机器人的自主移动研究中定位、建图和路径规划等问题的研究现状。然后基于机器人操作系统（Robot Operating System,ROS）设计了一种两轮自平衡机器人自主移动系统,详细介绍了其硬件、软件设计。其次,针对两轮自平衡机器人的静态不稳定的特点,易造成传统的视觉定位的精度和地图构建的精度下降。本文将惯性定位和视觉定位进行融合,降低了由于载体抖动对定位造成的影响。再次,采用八叉树模型来构建三维栅格地图,有效减小了存储资源的消耗。最后,研究了基于一种基于改进A*算法的路径规划问题,包括启发函数设计、动态加权评价函数的设计、以及路径平滑处理等问题。将上述研究应用于两轮自平衡机器人系统中,实测实验表明两轮自平衡车的定... 

【文章来源】：武汉科技大学湖北省

【文章页数】：77 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

Segway自平衡车

Joe自平衡车

“村田顽童”

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于定向加权A*算法的自主移动机器人路径规划[J]. 张超超,房建东.  计算机应用. 2017(S2)
[2]基于Dijkstra算法的配电网孤岛划分[J]. 姚玉海,张璇,齐伟强,张岩.  电力系统保护与控制. 2017(24)
[3]移动机器人动态路径规划方法的研究与实现[J]. 史进,董瑶,白振东,崔泽晨,董永峰.  计算机应用. 2017(11)
[4]基于GMapping算法与指纹地图构建的井下定位方法[J]. 蒋磊,杨柳铭,武方达,韩会杰,周雪.  工矿自动化. 2017(09)
[5]粒子群优化的移动机器人路径规划算法[J]. 韩明,刘教民,吴朔媚,王敬涛.  计算机应用. 2017(08)
[6]基于多策略混合人工鱼群算法的移动机器人路径规划[J]. 黄宜庆,彭凯,袁梦茹.  信息与控制. 2017(03)
[7]基于ORB-SLAM的室内机器人定位和三维稠密地图构建[J]. 侯荣波,魏武,黄婷,邓超锋.  计算机应用. 2017(05)
[8]两轮自平衡机器人转向稳定性优化研究[J]. 戴福全,李济泽,朱悦涵,阮玉镇.  机械设计与制造. 2017(04)
[9]无人机实时蚁群算法路径规划[J]. 尚梦雨.  自动化应用. 2016(12)
[10]基于改进人工势场的矿井导航装置路径规划[J]. 田子建,高学浩,张梦霞.  煤炭学报. 2016(S2)

硕士论文
[1]基于视觉引导的自平衡机器人控制系统研究[D]. 陈思涵.大连海事大学 2017
[2]基于RGB-D摄像机的同步定位与建图研究[D]. 辛冠希.哈尔滨工业大学 2016
[3]导盲机器人自主导航技术研究[D]. 张探.江苏科技大学 2016
[4]基于单目视觉的四旋翼无人机位姿估计与控制[D]. 宋昱慧.哈尔滨工业大学 2016
[5]融合一致球扩展的RGBD-SLAM系统改进研究[D]. 王敏波.西安电子科技大学 2015
[6]载人双轮自平衡车的分析与设计[D]. 张庆涛.山东大学 2015
[7]KinectFusion三维重建的再优化[D]. 谭歆.浙江大学 2015
[8]基于视觉和惯性导航的水下机器人组合定位设计[D]. 高明.浙江大学 2014
[9]基于DSP的履带式移动机器人设计[D]. 平鹏.南京理工大学 2013
[10]环境部分未知情况下的服务机器人导航研究[D]. 许心德.中国科学技术大学 2009



本文编号：3573261