輪式巡邏機器人運動控制系統(tǒng)研究.pdf

1、隨著城市建設速度加快，機場、超級商場、會展中心、物流倉庫、車展、醫(yī)院等大型場所的數(shù)量和規(guī)模不斷增加，城市中的大型生活小區(qū)和寫字樓日益增多，人、物流亦更為龐雜，其對保安巡邏自動化的需求日趨迫切[1-3]。目前的保安技術主要以人力巡邏及CCD定位監(jiān)控為主，這兩種方式已不能滿足現(xiàn)有大規(guī)模復雜環(huán)境的保安需求。因此與移動機器人技術相結合，采用保安巡邏機器人進行定時、定點、不間斷流動式的監(jiān)控與巡邏將是更好的解決方案。移動是巡邏機器人的首要功能，運動

2、控制系統(tǒng)的快速性、準確性和可靠性是機器人完成各項任務的前提，研究并優(yōu)化巡邏機器人運動控制系統(tǒng)具有十分重要的意義。本文主要工作和研究成果如下：
　?、偬岢隽搜策墮C器人系統(tǒng)總體設計方案，詳細分析了各個功能模塊；針對現(xiàn)場工況，研究了各類轉向機構優(yōu)缺點，設計了巡邏機器人機械系統(tǒng)；根據系統(tǒng)要求，優(yōu)選交流伺服驅動設備，并給出了運動控制系統(tǒng)的基本架構。
　?、诎凑沼傻讓拥缴蠈拥捻樞蛟敿氀芯苛搜策墮C器人系統(tǒng)的運動控制算法，采用PID三環(huán)控制

3、算法驅動伺服電機，保證定位精度的同時兼顧速度和轉矩；優(yōu)選S曲線加減速算法規(guī)劃機器人調速曲線，實現(xiàn)機器人快速、平滑、柔性調速。
　　③針對傳統(tǒng)循跡算法精度低和穩(wěn)定性差等問題，提出一種基于記憶算法的控制策略。通過建立機器人移動底盤運動學模型，分析路徑信息，融合歷史運行參數(shù)和當前反饋數(shù)據，實現(xiàn)優(yōu)化控制。
　?、芤訟RM內核的STM32芯片為控制核心，分析并設計了該控制器的外圍電路和系統(tǒng)軟件。硬件設計包括主控電路設計、各類傳感單元設