基于多傳感器融合的室內(nèi)移動(dòng)機(jī)器人設(shè)計(jì)與研究.pdf

1、近年來,移動(dòng)機(jī)器人的應(yīng)用越來越廣泛,對移動(dòng)機(jī)器人的研究也隨之越來越多,研究移動(dòng)機(jī)器人的一個(gè)重要方向是實(shí)現(xiàn)自主導(dǎo)航和有效地避開障礙物.在對常用的多傳感器數(shù)據(jù)融合算法做了概述的基礎(chǔ)上,介紹了多傳感器數(shù)據(jù)融合技術(shù)在國內(nèi)外發(fā)展的概況以及在移動(dòng)機(jī)器人中的應(yīng)用情況.目前移動(dòng)機(jī)器人領(lǐng)域中常用的多傳感器信息融合方法有加權(quán)平均法、Kalman濾波、擴(kuò)展Kalman濾波、Bayes 估計(jì)、Dempster-Shaferi證據(jù)推理、模糊邏輯、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等.以機(jī)

2、器人的控制系統(tǒng)硬件開發(fā)為基礎(chǔ),詳細(xì)闡述了系統(tǒng)主要的硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),本文設(shè)計(jì)的機(jī)器人的結(jié)構(gòu)采用輪式結(jié)構(gòu),其中兩后輪作為驅(qū)動(dòng)輪,前輪作為導(dǎo)向輪.驅(qū)動(dòng)機(jī)器人行走的電機(jī)使用步進(jìn)電機(jī),電機(jī)的驅(qū)動(dòng)采用步進(jìn)電機(jī)專用芯片TA8435.機(jī)器人主要結(jié)構(gòu)包括單片機(jī)系統(tǒng)、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、超聲波測距傳感器、紅外接近傳感器、碰撞開關(guān)傳感器等.機(jī)器人采用超聲波測距、紅外接近傳感器、碰撞開關(guān)三種傳感器感知外部環(huán)境.紅外接近傳感器與超聲波測距傳感器相互補(bǔ)充,可以有效地獲

3、取機(jī)器人附近障礙物的距離信息,而碰撞開關(guān)傳感器則可以獲知超聲波、紅外無法探測到的障甜物信息.根據(jù)室內(nèi)環(huán)境以及機(jī)器人的特點(diǎn)采用了一種簡單、有效的算法將傳感器獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行融合,單片機(jī)根據(jù)融合結(jié)果判斷機(jī)器人所處的環(huán)境,做出相應(yīng)的決策,實(shí)現(xiàn)障礙物的探測,從而使機(jī)器人在室內(nèi)未知環(huán)境下導(dǎo)航、避障.本文提出了貼墻走和n形漫游方式兩種導(dǎo)航策略滿足機(jī)器人室內(nèi)導(dǎo)航的要求,同時(shí)又根據(jù)障礙物的不同提出了不同的避障方式.本文開發(fā)設(shè)計(jì)了一個(gè)移動(dòng)機(jī)器人實(shí)驗(yàn)的埂件平