全方位移動(dòng)機(jī)器人的研制.pdf

1、全方位移動(dòng)機(jī)器人已經(jīng)成為機(jī)器人研究領(lǐng)域的一個(gè)重要分支，與普通移動(dòng)機(jī)器人相比，它提高了機(jī)器人的作業(yè)范圍和復(fù)雜作業(yè)的適應(yīng)能力。在軍事、危險(xiǎn)操作和服務(wù)業(yè)等許多應(yīng)用場合，都需要機(jī)器人能夠?qū)崟r(shí)通過無線通訊接受控制命令，以期望的速度、方向和軌跡靈活自如地移動(dòng)。本文針對基于Internet的遙操作系統(tǒng)研制了全方位移動(dòng)機(jī)器人，并實(shí)現(xiàn)了全方位移動(dòng)及定位避障功能。
　　本文研制的全方位移動(dòng)機(jī)器人，外形為桶形，包括三組車輪模塊，每組車輪模塊為同心方向輪

2、形式，由一個(gè)控制車輪滾動(dòng)的步進(jìn)電機(jī)和一個(gè)控制車輪轉(zhuǎn)向的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)。為了進(jìn)行避障和定位，機(jī)器人上布有32個(gè)用于近距離測距的紅外傳感器和12個(gè)用于遠(yuǎn)距離測距的超聲測距模塊；由八個(gè)固定在機(jī)器人上的超聲探頭和三個(gè)固定在工作空間邊緣的超聲探頭共同完成定位?？刂葡到y(tǒng)核心為工控機(jī)，它控制電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、傳感器信息采集模塊和通訊模塊等。
　　提出了機(jī)器人的定位方案，并采用了冗余信息融合定位算法。機(jī)器人的定位方式為超聲波對射式定位。首先測量機(jī)器人與

3、固定在工作空間邊緣的超聲探頭的距離，根據(jù)幾何知識即可確定機(jī)器人的位置。由于超聲定位方法有一些原理誤差，使定位不夠精確。針對其中的波頭滯后誤差提出了冗余信息融合定位法。經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明，此方法能夠提高定位精度。
　　確定了機(jī)器人的避障策略，并將模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用到機(jī)器人避障算法中。傳感器的數(shù)量比較多，所采集數(shù)據(jù)的處理也比較復(fù)雜。用于避障的超聲測距模塊的數(shù)據(jù)經(jīng)過一些處理后，輸入給模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中的參數(shù)通過Matlab仿真訓(xùn)練求得。