多传感器信息融合移动机器人运动和避障控制研究

发布时间：2018-07-28 17:01

【摘要】：机器人是未来发展的趋势,移动机器人更是机器人这一大领域的一个重要的分支,本文主要从设计一种轮式移动机器人入手,采用ARM9开发板作为主控制器,对其运动控制和自主避障做了研究。本文首先阐述了本课题的研究背景和意义,然后移动机器人在国内外的的研究现状进行了介绍和其未来发展的趋势做了初步设想,同时对移动机器人的关键技术简单的进行了介绍,并对本文主要研究的内容做了详细的介绍。本文主要从轮式移动机器人的机械设计体系和系统控制体系入手,通过对ARM9的TE2440-开发板进行开发,选用直流有刷伺服电机,HIP4081芯片开发的驱动电路,以及相应的传感器感知模块。设计了一种运动控制方式,实现了机器人的前进、后退、转向等运动控制功能。较以传统的轮式机器人的运动控制方式,本方案有运动控制反应灵敏,成本低,可实现较多种情况的要求和方便二次开发等优势。针对移动机器人的自主避障问题,设计了一种基于模糊控制的多传感器融合的智能自主避障算法,.然后详细介绍了移动机器人的避障策略,并设计了算法和开发了上位机控制程序。实现机器人自主避障。最后本文就移动机器人的生产加工和相关理论的实验进行了简要的实验验证,证明理论的可行性,满足了预期目标要求。
[Abstract]:Robot is the trend of development in the future. Mobile robot is an important branch of robot. This paper mainly starts with the design of a wheeled mobile robot, and uses ARM9 development board as the main controller. The motion control and autonomous obstacle avoidance are studied. This paper first describes the research background and significance of this topic, and then introduces the current situation of mobile robot research at home and abroad and the trend of its future development. At the same time, the key technology of mobile robot is simply introduced, and the main research content of this paper is introduced in detail. This paper mainly starts with the mechanical design system and system control system of wheeled mobile robot, through the development of TE2440- development board of ARM9, chooses the driving circuit developed by HIP4081 chip of DC brush-servo motor and the corresponding sensor sensing module. A motion control mode is designed to realize the motion control function of the robot, such as forward, backward, steering and so on. Compared with the traditional motion control mode of wheeled robot, this scheme has the advantages of sensitive motion control response, low cost, can meet the requirements of various situations and is convenient for secondary development and so on. To solve the problem of autonomous obstacle avoidance of mobile robot, a multi-sensor fusion based intelligent autonomous obstacle avoidance algorithm based on fuzzy control is designed. Then, the obstacle avoidance strategy of mobile robot is introduced in detail, and the algorithm is designed and the control program of upper computer is developed. The robot can avoid obstacles autonomously. Finally, a brief experiment on the production and processing of mobile robot and related theory experiments is carried out, which proves the feasibility of the theory and meets the requirements of the expected target.
【学位授予单位】：天津理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TP242

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本文编号：2150962