文档介绍：北京交通大学
硕士学位论文
基于DSP的移动机器人控制系统设计与避障算法的实现
姓名:刘颜
申请学位级别:硕士
专业:电力电子与电力传动
指导教师:董春
20071201
中文摘要摘要:移动机器人是机器人研究领域中重要的一个分支,智能移动机器人集人工智能、智能控制、信息处理、图象处理、检测与转换等专业技术为一体,跨计算机、自动控制、机械、电子等多学科,成为当前智能机器人研究的重点之一。路径规划是移动机器人研究的一个基本而又极其重要的课题。灵活有效的路径规划算法能够帮助机器人适应各种复杂的环境,大大提高机器人的应用领域,尤其是使移动机器人具备自动识别环境的能力,能在未知环境下完成一定的工作。本文的主要任务是以榧1咎澹匦律杓埔桓隹刂破鳎⒕此研究移动机器人的避障和路径规划策略。为满足移动机器人避障的实时性、准确性要求,需要有一个功能完善的硬件平台,实现信息采集、处理以及避障的策略。本文设计了一套移动机器人控制器,该控制器以辅之以相应的外围电路、传感器、人机交互、串行通信和电源等模块。车体动力学实验及避障实验结果验证了本文所设计的控制器的性能。在对移动机器人的避障策略的研究过程中,采用了基于虚拟力场法的位置闭环控制方法,这种方法简化了传统避障方法的数学运算过程,提高了机器人对障碍物的反应速度。最后,设计了一套实验系统,进行相应的避障方法实验。结果表明,所设计的控制器能够完成基本的实时避障功能。关键词:移动机器人控制器分类号:为核心,虚拟力场法避障
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剖缎导师签名:历各签字日期:锬≯学位论文版权使用授权书签字日期:沙岬年月易本学位论文作者完全了解北京交通大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权北京交通大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。C艿难宦畚脑诮饷芎笫视帽臼谌ㄋ得学位论文作者签名:
学位论文作者躲啪钆签字隰∥年蝴独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果,除了文中特别加以标注和致谢之处外,论文中不包含其他入已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得北京交通大学或其他教育机构的学位或证书韭塞奎盈太堂亟圭堂位论奎独剑挂直明而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。
致谢两年半的硕士研究生学习生活即将结束,在此向所有关心和帮助我的良师益友和亲人们致以最由衷的感谢本论文的工作是在我的导师董春老师的悉心指导下完成的,导师严谨的治学态度和科学的工作方法给了我极大的帮助和影响。导师不仅悉心指导我完成了实验室的科研工作,而且在学习上和生活上都给予了我很大的关心和帮助,在此衷心感谢董春老师两年半年来对我的关心和指导。在实验室工作及撰写论文期间,李宗帅同学和师妹师弟张思博、杨斌、丁桂林,他们对我论文中的研究工作给予了热情帮助,在此向他们表达我的感激之情。习上的鼓励支持,他们的理解和强有力的后盾力量使我能够在学校专心完成我的学业。最后,感谢我的父母和王庆林同学,感谢他们给与的生活上的无私帮助和学
,机器人技术就显示出强大的生命力,在年的时间里,机器人技术得到了迅速的发展。可以说,机器人学是现代高科技发展的重要方向之一。机器人在工业、民用以及军事等领域具有广泛的应用前景。它对我有重要意义。机器人技术是一个多学科的高科技领域,对人工智能、模式识别、自动控制、电子电气、机械设计、电子电路等多个学科提出了很高的要求。国内外专家学者一直在讨论到底什么是机器人。欧美国家认为:机器人应该是由计算机控制的通过编排程序具有可以变更的多功能的自动机械。日本工业机器人协会把机器人定义为“一种带有存储器的通用机械,能通过编程和自动控制来执行作业等任务的机械”。我国科学家认为:“机器人是一种自动化机器,所不同的是这种机器具备一些与人或生物相似的智能能力,具有高度的灵活性”。可见,’尽管机器人已经得到越来越广泛应用,机器人技术的发展也日趋深入、完善,然而“机器入”尚没有一个统一的、严格而准确的定义。一方面,’在技术发展过程中,不同的国家、不同的学者给出的定义不尽相同,虽然基本原则一致,但欧美步、技术的发展,机器人的内涵仍在不断发展变化。机器人是典型的机电一体化产品,一般由机械本体、控制系统、传感器、和驱动器等四部分组成。机械本体是机器人实施作业的执行机构。为对本体进行精确控制,传感器应提供机器人本体或其所处环境的信息,控制系统依据控制程序产生指令信号,通过控制各关