移动机器人全场定位系统的研究
从发明第一台机器人以来，机器人的研究一直是科学研究的热点[1]。随着科学技术的发展，机器人的智能化程度愈来愈高，应用也越来越广泛。定位系统是智能机器人完成任务必不可少的部分，因而，对机器人的定位要求也越来越高。本文的主要目的是研究基于陀螺仪和编码器的嵌入式控制系统，设计并开发了全场定位系统作为室内移动机器人的基本部件。主要从以下几个方面研究： 首先，根据课题研究方向，了解当下国内外机器人的发展状况，并对移动机器人的定位方法进行分类整理，简单介绍和分析了各个方法的定位原理和优缺点。通过几种方法的对比，选择里程法定位比较合适。 其次，在明确定位系统的输入和输出量的前提下，对系统任务进行总体方案设计。根据定位模块的总体框架，分析定位装置的机械系统。选择适合定位装置的轮子，设计简易的机械结构。根据定位模块完成的任务，简要分析电路接口，并根据定位模块工作的步骤，对定位装置进行算法分析。 再次，根据机械设计制造的技术路线和设计的简易机械结构，分析引起定位装置误差的原因。在模型误差来源和机械系统分析的指导下，从机械结构的设计、零件加工、装配流程等环节进行机械总体结构建模，并详细设计各个模块的机械结构。 然后，详细分析定位装置需要的外围接口，并按照接口需求选择合适的芯片，根据芯片手册设计各个模块的原理图。根据封装外壳的机械结构设置 PCB板大小和形状，确定特殊元件的位置，再放置普通元器件。尝试布线并调整元器件布局，并对布线规则进行校验，制作样板。 最后，对移动机器人全场定位运动进行模型建立，并根据建立的运动模型，分析移动机器人全场定位算法。根据定位系统算法进行软件顶层设计，把程序设计成工作模式和调试模式。定位装置搭载到移动机器人地盘上，设计实验，采集试验数据和曲线图。结合实验数据分析移动机器人的运动位移曲线，试验结果表明：定位装置短时间内定位效果良好。
移动机器人;结构建模;全场定位系统;运动模型
电子科技大学
硕士
机械电子工程
骆德渊
2015
中文
TP242
88
2015-12-03（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）