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未知动态环境中移动机器人的路径规划及避障研究

更新时间：2020-04-10 00:05:15 大小：2M 上传用户：gsy幸运查看TA发布的资源 标签：移动机器人 下载积分：3分 评价赚积分 （如何评价?） 打赏 收藏 评论(0) 举报

资料介绍

移动机器人作为机器人技术的一个重要分支，近年来得到了飞速的发展，应用领域越来越广，机器人的工作环境也变得越来越复杂，动态未知环境下移动机器人的路径规划和避障是现今研究的一个热点也是难点。本文在这一问题上进行了探讨，主要内容如下：首先对移动机器人路径规划的常用方法进行了介绍与总结，对动态环境下移动机器人的路径规划方法进行了回顾与比较，并在结合前人研究的基础上，对使用势场法进行动态未知环境下的路径规划及避障进行了研究，文中对传统势场法加以改进，在建立势场的时候，充分考虑了机器人与障碍物，机器人与目标点之间的位置与速度信息。给出了新的势场方程，最后对该方法进行了仿真验证。然后根据以上路径规划及避障理论，进行移动机器人实验平台的研制，首先对移动机器人常用移动机构进行了分析比较，选择“能力风暴”机器人的机体作为实验机器人的载体，并对其进行了运动学分析及航位推算。然后重新设计了用于环境探测及障碍物识别的超声波系统，并使用红外传感器弥补超声波探测中存在的盲区问题。同时设计了用于机器人运动实现的电机控制系统。      超声波系统使用的是发射与接收分离的超声波换能器，共包括四路发射，五路接收。发射探头与接收探头间隔摆放，可覆盖机器人前方240°范围内的环境。系统具有测量机器人与障碍物之间距离及相对速度的能力，测量结果有LCD模块显示，并通过串口与电机控制系统通信。同时针对超声波声速在空气中受温度影响较大的问题，进行了温度补偿，温度传感器选用DS18b20，实验证明，超声波系统完全满足使用要求。      机器人电机控制系统中，使用两个独立控制的直流电机来驱动机器人运动。对每个电机使用光电编码模块进行测速，利用PWM对电机进行调速，并使用差速法对两个电机的进行控制，可实现机器人的各种运动。文中对机器人航位推算进行了实验验证，证明电机控制系统满足设计要求。超声波系统及电机控制系统使用的微控制器都是美国微芯公司的PIC16F877单片机。      

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