輪式移動機器人運動軌跡控制技術研究.pdf

1、移動機器人是一種集環(huán)境感知、動態(tài)決策與規(guī)劃、行為控制與執(zhí)行等多項功能于一體的智能化機器人系統(tǒng)，其研究涉及傳感器技術、人工智能、自動控制、機械學等多學科理論與技術，體現(xiàn)了信息科學和人工智能技術的最新成果，應用領域不斷擴大，具有重要研究價值。其中，輪式移動機器人占有較大的市場分額，它的應用前景十分廣闊。 本文主要負責輪式移動機器人的運動軌跡控制部分的研究，一方面從理論上進行深入研究，并在相關的硬件資源及軟件方面做出詳細設計；另一方面

2、著重于相關實驗研究，將設計好的軟件程序通過接口下載到移動機器人中，進行脫機實時控制演示，通過仔細觀察實驗現(xiàn)象不斷調(diào)節(jié)各相關參數(shù)，經(jīng)過不斷的實驗操作，目前已經(jīng)基本上達到比較好的控制效果，從而使移動機器人能夠及時地、有效地、平穩(wěn)地、安全地避開障礙物，移動機器人達到了行進時的平穩(wěn)及其運動時軌跡的圓滑的要求。 本文所做工作如下： 1)針對傳統(tǒng)PID方法控制輪式移動機器人運動軌跡方面的不足，提出了用模糊邏輯方法來控制移動機器人的運

3、動軌跡。首先，建立了輪式移動機器人的運動學模型和動力學模型，然后根據(jù)移動機器人的運動學模型和動力學模型，建立了移動機器人的運動控制模型，用模糊控制的方法對移動機器人進行了分析，設計了移動機器人的模糊控制器，對移動機器人的運動軌跡控制進行了模擬仿真，實驗結果表明該控制器可以降低參數(shù)整定的難度，提高軌跡控制的精度； 2)對I2C總線技術進行了研究，分析了I2C總線的時序信號和數(shù)據(jù)通訊的實現(xiàn)過程，通過I2C總線，編程實現(xiàn)了ARM和PI

4、C之間的數(shù)據(jù)通訊； 3)進行了PIC單片機控制板的設計與制作，通過對PIC單片機控制板的硬件設計和軟件編程，實現(xiàn)了PIC單片機對移動機器人左右輪電機的控制，從而對輪式移動機器人的運動軌跡進行控制，在輪式移動機器人的運動過程中，通過時間片的劃分，對它的運動軌跡進行修正。本文主要創(chuàng)新點如下： 1)用模糊邏輯方法來控制移動機器人的運動軌跡； 2)通過I2C總線，實現(xiàn)ARM和PIC之間的數(shù)據(jù)通訊； 3)通過時間片