室内移动机器人定位与运动控制系统设计
发布时间：2022-02-10 06:37
随着室内辅助机器人的火热发展,人们对室内移动机器人定位的精度以及运动控制的要求也随之提高。GPS技术主要依靠卫星对目标的定位,因而在遮蔽物较少的室外环境中GPS系统的定位精度很高,但在由于室内环境下卫星信号受到遮蔽物严重干扰以及存在的及多层问题,定位精度无法满足室内定位的需求。惯性传感器、无线射频识别技术等硬件具有成本低廉的优点使其受到人们的广泛关注,被广泛的应用于室内定位。本文设计了室内移动机器人的硬件组成系统,将嵌入式芯片作为主控芯片用于对室内机器人的运动控制以及数据处理。机器人利用霍尔编码器采集机器人的运动状态,通过双轮差动航迹推算算法进行机器人室内运动的精确定位。同时引入了RFID、姿态传感器等辅助设备对机器人在行进过程中位置与航向角的校准,降低了航迹推算过程中累计误差对定位精度的影响。在运动控制方面,系统集成了半自主运动控制、电机驱动、超声波智能避障、无线通讯、上位机软件等。半自主运动控制用于对机器人在接收到目标位置后运动过程的控制使机器人准确的移动到目标位置。在上位机软件上设定目标位置以及显示机器人的运动轨迹同时添加了数据库,对机器人的位置进行显示与记录。无线通讯实现了机器...
【文章来源】：河北大学河北省
【文章页数】：57 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
系统总体方案图
直行 VL=VR图 2-3 机器人运状态与履带速度关系心力、打滑等影响因素的影响简化机器人动距离为 DR则机器人左右侧运动距离方 DVTDVTRRLLk*k*21人运动时克服摩擦等损耗系数、T 为一器人的测试采用的是编码器测速。因此，侧电机一个周期内的脉冲数，通过脉冲数nT2 脉冲数、n 为电机的减速比。
人由 tn+1时刻的坐标可有 tn时刻求得，即示。 bbnn11YXsincoscossin YXYXnn n 1 n（2-25）迭代计算可求得任一时刻的坐标的坐标转换方程。通过霍尔编码器计算采样周期内左右两侧人左右两侧履带行进的距离。当直线行驶时确定其偏转方向计算运动半径和角度进而导航坐标系求得机器人的位置坐标。航迹
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于捷联惯导系统的采煤机定位与姿态调整[J]. 张庆,王学文,谢嘉成,庞新宇,杨兆建. 工矿自动化. 2017(10)
[2]霍尔传感器故障下的永磁无刷电机容错控制及其动态性能研究[J]. 董亮辉,刘景林. 中国电机工程学报. 2017(12)
[3]基于Access数据库及NET结构的通用社区体育管理系统框架设计[J]. 刘忠举. 自动化与仪器仪表. 2016(10)
[4]基于无线传输的鸡舍环境远程监测系统[J]. 王欢,李骅,尹文庆,李勇伟,钱燕,胡飞. 南京农业大学学报. 2016(01)
[5]中国机器人学40年[J]. 蔡自兴. 科技导报. 2015(21)
[6]基于PWM的三基色LED的调光调色方法[J]. 宋鹏程,文尚胜,尚俊,史晨阳,陈颖聪. 光学学报. 2015(02)
[7]基于权值参数的WiFi定位算法研究[J]. 郑学伟. 国外电子测量技术. 2014(03)
[8]Access数据库在蔬菜农药残留检测数据管理中的应用[J]. 刘圣红,古丽斯坦·阿不都拉,赵子刚,孙涛,马磊,王成. 湖南农业科学. 2013(23)
[9]光电轴角编码器测速方法现状分析与展望[J]. 黄法军,万秋华,杨守旺,赵长海. 激光与光电子学进展. 2013(11)
[10]移动机器人网络的嵌入式Web系统设计[J]. 孙鹤旭,邵岩,邢关生,刘宁,田双娜. 计算机工程. 2013(09)
博士论文
[1]无线传感器网络定位算法及应用研究[D]. 孙顺远.江南大学 2014
[2]室内定位关键技术研究[D]. 张宴龙.中国科学技术大学 2014
硕士论文
[1]服务机器人交互设计研究与应用[D]. 邢妍.沈阳工业大学 2017
[2]智能行驶车辆定位技术研究[D]. 汪涛.吉林大学 2017
[3]多无人机被动目标定位与跟踪技术研究[D]. 高擎峰.南京理工大学 2017
[4]配电网无功补偿系统的研究[D]. 吴林峰.安徽理工大学 2016
[5]基于.NET B/S结构的湿地环境数据管理系统设计[D]. 王晨康.河北大学 2016
[6]基于DSP和GPRS的无人船运动控制系统设计[D]. 李瑞.河北大学 2016
[7]捷联惯性导航系统行进间精度保持技术研究[D]. 王新宇.哈尔滨工业大学 2016
[8]半自主网络化移动机器人系统及应用软件开发[D]. 蒋小华.东南大学 2016
[9]沙基机器人供电系统设计[D]. 孙培刚.宁夏大学 2015
本文编号：3618424
【文章来源】：河北大学河北省
【文章页数】：57 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
系统总体方案图
直行 VL=VR图 2-3 机器人运状态与履带速度关系心力、打滑等影响因素的影响简化机器人动距离为 DR则机器人左右侧运动距离方 DVTDVTRRLLk*k*21人运动时克服摩擦等损耗系数、T 为一器人的测试采用的是编码器测速。因此，侧电机一个周期内的脉冲数，通过脉冲数nT2 脉冲数、n 为电机的减速比。
人由 tn+1时刻的坐标可有 tn时刻求得，即示。 bbnn11YXsincoscossin YXYXnn n 1 n（2-25）迭代计算可求得任一时刻的坐标的坐标转换方程。通过霍尔编码器计算采样周期内左右两侧人左右两侧履带行进的距离。当直线行驶时确定其偏转方向计算运动半径和角度进而导航坐标系求得机器人的位置坐标。航迹
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于捷联惯导系统的采煤机定位与姿态调整[J]. 张庆,王学文,谢嘉成,庞新宇,杨兆建. 工矿自动化. 2017(10)
[2]霍尔传感器故障下的永磁无刷电机容错控制及其动态性能研究[J]. 董亮辉,刘景林. 中国电机工程学报. 2017(12)
[3]基于Access数据库及NET结构的通用社区体育管理系统框架设计[J]. 刘忠举. 自动化与仪器仪表. 2016(10)
[4]基于无线传输的鸡舍环境远程监测系统[J]. 王欢,李骅,尹文庆,李勇伟,钱燕,胡飞. 南京农业大学学报. 2016(01)
[5]中国机器人学40年[J]. 蔡自兴. 科技导报. 2015(21)
[6]基于PWM的三基色LED的调光调色方法[J]. 宋鹏程,文尚胜,尚俊,史晨阳,陈颖聪. 光学学报. 2015(02)
[7]基于权值参数的WiFi定位算法研究[J]. 郑学伟. 国外电子测量技术. 2014(03)
[8]Access数据库在蔬菜农药残留检测数据管理中的应用[J]. 刘圣红,古丽斯坦·阿不都拉,赵子刚,孙涛,马磊,王成. 湖南农业科学. 2013(23)
[9]光电轴角编码器测速方法现状分析与展望[J]. 黄法军,万秋华,杨守旺,赵长海. 激光与光电子学进展. 2013(11)
[10]移动机器人网络的嵌入式Web系统设计[J]. 孙鹤旭,邵岩,邢关生,刘宁,田双娜. 计算机工程. 2013(09)
博士论文
[1]无线传感器网络定位算法及应用研究[D]. 孙顺远.江南大学 2014
[2]室内定位关键技术研究[D]. 张宴龙.中国科学技术大学 2014
硕士论文
[1]服务机器人交互设计研究与应用[D]. 邢妍.沈阳工业大学 2017
[2]智能行驶车辆定位技术研究[D]. 汪涛.吉林大学 2017
[3]多无人机被动目标定位与跟踪技术研究[D]. 高擎峰.南京理工大学 2017
[4]配电网无功补偿系统的研究[D]. 吴林峰.安徽理工大学 2016
[5]基于.NET B/S结构的湿地环境数据管理系统设计[D]. 王晨康.河北大学 2016
[6]基于DSP和GPRS的无人船运动控制系统设计[D]. 李瑞.河北大学 2016
[7]捷联惯性导航系统行进间精度保持技术研究[D]. 王新宇.哈尔滨工业大学 2016
[8]半自主网络化移动机器人系统及应用软件开发[D]. 蒋小华.东南大学 2016
[9]沙基机器人供电系统设计[D]. 孙培刚.宁夏大学 2015
本文编号：3618424
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