具有環(huán)境感知能力的四足機器人自主避障及姿態(tài)穩(wěn)定控制.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、在小型四足機器人上加載姿態(tài)傳感器、溫濕度、紅外測距等傳感器,建立對環(huán)境的認知和學(xué)習(xí),從而使機器人適應(yīng)該環(huán)境并能更好地保持身體平衡、運動穩(wěn)定。小型四足機器人具備對環(huán)境感知的能力,實現(xiàn)自主避障及姿態(tài)穩(wěn)定控制等工作任務(wù),將在救災(zāi)、反恐、核泄漏等領(lǐng)域?qū)⒂袕V泛的應(yīng)用前景。因此研究裝載多種傳感器的小型四足機器人,實現(xiàn)環(huán)境感知、在未知地形環(huán)境下保持運動穩(wěn)定、自主路徑導(dǎo)航,將具有重要的研究意義和應(yīng)用價值。
  本研究設(shè)計了小型四足機器人控制軟、硬

2、件系統(tǒng),并對控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性予以實驗驗證。實驗表明:所設(shè)計的控制系統(tǒng)的軟、硬件都較為合理,對角度控制較為精準(zhǔn),能較好地控制四足機器人的運動,自主運動穩(wěn)定流暢。搭建了基于Matlab/Simulink的機身姿態(tài)調(diào)整仿真模型,使用PID控制算法,很好地實現(xiàn)了姿態(tài)的實時跟蹤;采用小型姿態(tài)傳感器和自主研發(fā)的無線半實物調(diào)試系統(tǒng),結(jié)合Matlab模型控制,實現(xiàn)對小型四足機器人機身姿態(tài)的實時調(diào)控。采用4個紅外測距傳感器,建立自主避障策略,能夠

3、使機器人沿著未知區(qū)域邊界運動,并能實時躲避前進中的障礙物,從而實現(xiàn)自主避障功能。在避障的運動過程中實時記錄每一次的運動方位和移動距離,并將數(shù)據(jù)上傳到上位機,通過Matlab程序記錄和處理,實時生成機器人的運動軌跡,從而可獲得未知區(qū)域邊界的圖形,為探索未知區(qū)域提供圖形數(shù)據(jù)支持?;谘b載的溫濕度、煙霧氣敏和人體紅外傳感器,結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),將小型四足機器人運動控制和傳感器數(shù)據(jù)采集相關(guān)聯(lián),成功地完成了基于物聯(lián)網(wǎng)的小型四足機器人運動控制和傳感器數(shù)

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