智能移動機器人綜合平臺控制研究.pdf

1、智能移動機器人綜合平臺包括復(fù)雜環(huán)境監(jiān)測，路徑規(guī)劃，動作執(zhí)行以及人機互動等功能，同時它也是機器人科學(xué)領(lǐng)域內(nèi)的主要研究對象之一。本論文立足實際的科研項目，圍繞智能移動機器人綜合平臺的構(gòu)建、多路電機綜合控制、多傳感器數(shù)據(jù)采集、姿態(tài)數(shù)據(jù)融合和嵌入式系統(tǒng)設(shè)計等方面內(nèi)容進(jìn)行了深入的設(shè)計研究，并重點解決了智能移動機器人的運動控制、姿態(tài)精確檢測、人機交互等問題。
　　通過對國內(nèi)外智能移動機器人綜合平臺的發(fā)展過程進(jìn)行歸納梳理，在總結(jié)多種嵌入式微控制

2、器的特性與功能基礎(chǔ)上，根據(jù)智能移動機器人綜合平臺的項目需求，基于ARM9的S3C2440微控制器作為核心，采用模塊化設(shè)計思想確定了智能移動機器人綜合平臺的總體硬件設(shè)計方案，并重點考慮和設(shè)計了采用總線控制方式下的姿態(tài)檢測模塊與距離檢測模塊的控制和數(shù)據(jù)處理問題的方法。
　　軟件平臺基于開源免費且穩(wěn)定可移植的嵌入式Linux系統(tǒng)，設(shè)計并建立了系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境，同時有效地進(jìn)行了Bootloader引導(dǎo)程序的制作、系統(tǒng)內(nèi)核的剪切與應(yīng)用開發(fā)程序的

3、連接。分析了用于驅(qū)動移動平臺直流無刷電機的控制模型，并應(yīng)用PWM控制方式以及結(jié)合PID的調(diào)節(jié)原理構(gòu)建了平臺的運動控制系統(tǒng)。
　　詳細(xì)分析了運動系統(tǒng)姿態(tài)解算與數(shù)據(jù)融合問題，基于歐拉定理，在機體坐標(biāo)系，建立了運動姿態(tài)描述方程，并重點針對姿態(tài)檢測模塊存在多傳感器數(shù)據(jù)融合的問題，提出了基于四元數(shù)的互補濾波法能夠獲取穩(wěn)定的姿態(tài)值的方法，較好地解決了數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確獲取問題。
　　通過三軸姿態(tài)信息檢測實驗、六路超聲波測距實驗以及電機轉(zhuǎn)速控制實