智能移動(dòng)機(jī)器人及其基于行為控制技術(shù)研究.pdf

1、隨著機(jī)器人的應(yīng)用范圍的不斷拓寬,機(jī)器人所面臨的工作環(huán)境也越來(lái)越復(fù)雜,往往是未知的、動(dòng)態(tài)的、非結(jié)構(gòu)化的,所以,要在這種環(huán)境下實(shí)時(shí)地完成各種任務(wù),就對(duì)機(jī)器人的控制提出了新的挑戰(zhàn).在中科院沈陽(yáng)自動(dòng)化所機(jī)器人學(xué)重點(diǎn)開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室"基于視覺(jué)感知的機(jī)器人行為控制技術(shù)研究"(項(xiàng)目編號(hào):RL2002002)項(xiàng)目的支持下,本文對(duì)移動(dòng)機(jī)器人的行為控制進(jìn)行了較為系統(tǒng)的研究,提出了基于視覺(jué)和超聲波信息的機(jī)器人行為控制策略.本文的主要工作和創(chuàng)新點(diǎn)包括:詳細(xì)地研究、總

2、結(jié)了移動(dòng)機(jī)器人及其控制技術(shù)的現(xiàn)狀,對(duì)當(dāng)前的國(guó)內(nèi)外移動(dòng)機(jī)器人的發(fā)展進(jìn)行了分析和展望.通過(guò)對(duì)基于行為機(jī)器人控制技術(shù)的研究,對(duì)機(jī)器人基于行為控制技術(shù)的進(jìn)展進(jìn)行了綜述,并提出、設(shè)計(jì)了一種用于移動(dòng)機(jī)器人完成多目標(biāo)任務(wù)的行為控制系統(tǒng).本文提出的移動(dòng)機(jī)器人控制方案,將視覺(jué)信息和超聲波信息同時(shí)用于了機(jī)器人感知,并結(jié)合在實(shí)際環(huán)境中的情況,將基于行為控制融合進(jìn)模糊控制的思想中,將移動(dòng)機(jī)器人的多個(gè)行為實(shí)現(xiàn)在模糊決策和基于優(yōu)先度的行為決策中,并且通過(guò)視覺(jué)信息使

3、機(jī)器人能夠完成面向目標(biāo)的任務(wù).自行研制了RIRA移動(dòng)機(jī)器人,其硬件系統(tǒng)包括驅(qū)動(dòng)模塊、無(wú)線通訊模塊、感知模塊等.RIRA移動(dòng)機(jī)器人的轉(zhuǎn)向機(jī)理是履帶式車(chē)輛的運(yùn)動(dòng)方式.在RIRA移動(dòng)機(jī)器人自身負(fù)重能力有限的情況下,成功地實(shí)現(xiàn)了自主式移動(dòng)機(jī)器人的無(wú)線控制,從而確保了機(jī)器人的自主性.設(shè)計(jì)了RIRA移動(dòng)機(jī)器人的感知系統(tǒng),包括超聲波傳感器和視覺(jué)傳感器兩大模塊.RIRA移動(dòng)機(jī)器人采用了多路超聲波傳感器組合,使用了兩款可測(cè)不同距離超聲波傳感器,用于消除超

4、聲波傳感器的盲區(qū)問(wèn)題,保證檢測(cè)到盡可能完全的障礙物信息.另外RIRA移動(dòng)機(jī)器人采用了Sony EVI-D31 PTZ攝像頭,自主研制了其單片機(jī)控制軟件,成功地實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)串口控制,從而有效拓寬了該攝像頭應(yīng)用范圍,成功地用于了機(jī)器人領(lǐng)域,大大的擴(kuò)展了機(jī)器人的視覺(jué)功能.最后進(jìn)行了仿真和實(shí)驗(yàn),并對(duì)結(jié)果進(jìn)行了分析.運(yùn)用MATLAB語(yǔ)言進(jìn)行了三輸入兩輸出模糊控制器的設(shè)計(jì),在移動(dòng)機(jī)器人仿真平臺(tái)MOBOTSIM上進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn).然后把控制策略在RIR