可展輪式移動(dòng)機(jī)器人智能控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及定位算法研究.pdf

1、室外移動(dòng)機(jī)器人是當(dāng)今移動(dòng)機(jī)器人領(lǐng)域的一個(gè)研究熱點(diǎn)，由于室外環(huán)境復(fù)雜多變，移動(dòng)機(jī)器人需要具有較好的越障能力和環(huán)境適應(yīng)能力，通過自身感知系統(tǒng)快速感知周圍環(huán)境，并根據(jù)環(huán)境的變化及時(shí)做出決策以適應(yīng)環(huán)境的變化。而當(dāng)今室外移動(dòng)機(jī)器人主要應(yīng)用于外太空探測(cè)和軍事，民用較少，所以開發(fā)一種低成本的室外移動(dòng)機(jī)器人勢(shì)在必行。
　　本文在可展輪式移動(dòng)機(jī)器人平臺(tái)的基礎(chǔ)上，建立了移動(dòng)機(jī)器人控制系統(tǒng)的整體硬件架構(gòu)，基于運(yùn)動(dòng)控制卡搭建了移動(dòng)機(jī)器人控制系統(tǒng)平臺(tái)，能夠

2、有效的控制移動(dòng)機(jī)器人。采用PID控制算法對(duì)移動(dòng)機(jī)器人進(jìn)行整體調(diào)試，使移動(dòng)機(jī)器人能夠在室外穩(wěn)定的工作。建立了移動(dòng)機(jī)器人的環(huán)境感知系統(tǒng)，能夠通過慣性測(cè)量單元感知移動(dòng)機(jī)器人的姿態(tài)信息和通過全球定位系統(tǒng)確定移動(dòng)機(jī)器人的位置信息。
　　同時(shí)，對(duì)移動(dòng)機(jī)器人智能控制方法進(jìn)行了研究，采用自適應(yīng)控制和模糊控制相結(jié)合，對(duì)移動(dòng)機(jī)器人的可展輪結(jié)構(gòu)建立了自適應(yīng)控制模型，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)路面狀況，并根據(jù)路面狀況自主的控制輪子的展開和閉合，從而能夠適應(yīng)不同的路面環(huán)

3、境并且保持移動(dòng)機(jī)器人平臺(tái)的質(zhì)心域穩(wěn)定在一定的范圍內(nèi)，提高了移動(dòng)機(jī)器人的穩(wěn)定性和環(huán)境適應(yīng)能力。
　　要實(shí)現(xiàn)移動(dòng)機(jī)器人室外自主巡邏必須具有良好的定位導(dǎo)航方法，而定位是自主導(dǎo)航的基礎(chǔ)，本文對(duì)移動(dòng)機(jī)器人定位方法進(jìn)行研究，根據(jù)移動(dòng)機(jī)器人的特點(diǎn)，采用綜合絕對(duì)定位和相對(duì)定位的組合定位方法，絕對(duì)定位使用全球定位系統(tǒng)，相對(duì)定位采用航跡推算法，通過多傳感器信息融合的卡爾曼濾波算法，實(shí)現(xiàn)良好的室外定位。
　　最后，對(duì)可展輪式移動(dòng)機(jī)器人樣機(jī)進(jìn)行了室