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基于环境地图信息的移动机器人路径规划研究

随着科学技术的不断进步,机器人技术在工农业等社会生活各方面的应用越来越广泛。移动机器人的路径规划问题是机器人研究的重要组成部分。本文针对移动机器人的路径规划问题提出了一种新颖实用的全局路径规划方法。本文首先综述了国内外机器人技术的研究概况,对当前移动机器人路径规划的研究进展以及研究方法进行了必要的综述,并阐述了论文的选题背景、研究内容和意义。其次,针对自主研发的两后轮驱动移动机器人“先锋-Ⅱ”,详细阐述了机器人机械结构的设计,并建立了该模型移动机器人的运动学模型,在此基础上分析了齿轮传动对运动学模型的影响。第三,对机器人的运行环境进行建模,按照一定的简化规则建立了移动机器人实验运行环境的电子地图数据。第四,以电子地图为基础,提出了一种基于Voronoi图理论的移动机器人路径规划方法。重点阐述了应用Voronoi图算法生成机器人无碰撞路径网络的方法,以及采用Dijkstra最优搜索算法为机器人寻找出一条最优路径的过程,并在VC++  (本文共72页) 本文目录 | 阅读全文>>

北京邮电大学
北京邮电大学

轮式移动机器人的运动控制研究

移动机器人在军事和国民经济领域有着广泛的应用前景。本文对基于多传感器的的移动机器人在固定区域非结构化动态环境下的全局定位和运动控制的一些关键技术以及传感器引导进行了较为深入的研究。提出了多种新的便于工程实现的环境感知、路径规划、行为控制的模型和算法。主要内容概括如下:1.研究并构建了一个由移动机器人和无线通信系统组成的自主导航控制实验系统。平台硬件系统各模块采用独立微处理器完成控制及信息处理功能,实现了多模块并行运行。模块之间采用的并行通信方式提高了信息传输速度,同时简化了系统的软件设计。无线通信系统基于802.11b、以无线路由器为中心的基础模式,在嵌入式平台构建,实现移动机器人的远程监控。实验表明数据传输稳定、正确率满足远程控制的要求。2.研制了一种基于多微处理器的分布式超声探测系统。该探测系统由传感器工作模式控制模块和智能超声测距模块阵列组成。由独立的微处理器控制一个超声传感器,完成测距信息预处理,并可根据不同的控制策略实...  (本文共123页) 本文目录 | 阅读全文>>

青岛大学
青岛大学

自主式移动机器人控制系统与路径规划研究

随着计算机、网络、机械电子、信息、自动化以及人工智能等技术的飞速发展,自主式移动机器人的研究进入了一个崭新的阶段,其应用范围也不断拓展到社会的各个领域。机器人所面临的工作环境也越来越复杂,其往往是未知和非结构化的。因此对机器人的自主性提出了新的挑战。论文以室内移动机器人开发应用为背景,对移动机器人在基于室内环境中实现可靠的运动控制和路径规划等问题进行了较为深入研究。在分析自主式移动机器人功能、结构的基础上,提出了一种适合于机器人的体系结构。对EPOS运动控制器进行了应用开发,设计了一种基于EPOS运动控制器的移动机器人运动控制系统,同时在此基础上开发了一种基于Socket通讯技术的移动机器人远程控制系统。此外,论文重点论述了启发式搜索算法和A~*搜索算法的基本原理和实现流程,介绍了其在移动机器人路径规划中的应用。并在Visual C++集成环境下,采用C++语言和OpenCV图像处理函数库开发了基于A~*搜索算法的移动机器人路径...  (本文共74页) 本文目录 | 阅读全文>>

东北大学
东北大学

基于ROS的未知环境移动机器人导航研究

移动机器人能够代替人员深入火场、矿井等危险现场进行救援,也能够在餐厅、家庭等场所完成上菜、清洁等服务性工作,受到了国内外研究机构的广泛关注。未知环境中的移动机器人仅具有较少的先验知识,其导航控制方法涉及环境认知、行为决策、运动控制等多项关键问题。本文借助机器人操作系统(ROS)构建未知环境中移动机器人导航系统,实现模块化设计和代码复用,具有积极的科学价值和现实意义。移动机器人依赖于环境地图才能实现自主导航,因此首先需要对环境进行地图构建。针对复杂环境中里程计存在较大误差的问题,本文依靠激光测距仪高频率地采集距离信息,不需要额外的传感器数据。通过采用hect_slam算法,在实际环境中完成了室内及楼道的栅格地图构建,取得了良好的实验效果。为解决导航过程中移动机器人的定位问题,本文通过粒子滤波器进行采样并计算权重,结合激光雷达采集的距离信息循环执行“预测—更新—重采样”过程,给出了世界坐标系、惯性坐标系和机器人底盘坐标系之间的转换关...  (本文共77页) 本文目录 | 阅读全文>>

西安电子科技大学
西安电子科技大学

距离网格地图动态更新及基于距离网格地图路径规划的研究

移动机器人对工作环境地图信息的获取与更新是移动机器人在环境中正常工作的重要前提。距离网格地图作为描述环境信息的一种地图表示方式,是概率网格地图的重要补充,能够提供比概率网格地图丰富的环境信息。距离网格地图的动态更新,是近几年逐渐兴起的研究热点。本文着重分析了距离网格地图的动态更新特性,提出了一种高效率的动态更新算法,通过使用更新单元排序函数,对距离网格地图的动态更新算法进行优化,提高了更新处理的效率。同时,针对大地图的情况下,首次更新时耗费计算量较大的问题,提出使用活动窗口来限制距离网格地图的扩散更新,分散了更新计算量,减少了大部分冗余的更新计算,进一步提高了计算的效率。另外,本文在路径规划算法的估价函数中使用了距离网格地图包含的信息,使得算法所规划的路径可根据需求进行调整。本文使用C++实现了所提出的算法,并针对不同的情况对距离网格地图动态更新、基于距离网格地图的路径规划算法在移动机器人模拟平台Player/Stage上进行了...  (本文共96页) 本文目录 | 阅读全文>>

大连理工大学
大连理工大学

足球机器人目标识别及决策规划方法研究

多机器人系统是当前机器人领域研究的一个热点,与之相关的研究包括多机器人协作、任务分配、多机通信、路径规划等。相比单机器人系统,多机器人系统在技术实现、使用范围、环境适应能力、完成任务的效率和质量等方面都有明显优势。随着现代科学技术的发展,在国民经济需求的推动下,机器人系统的实用性能逐步提升,对机器人的研究工作也逐渐转向在实际复杂环境中建模的应用性研究。机器人足球比赛是近年来发展起来的一项科技竞赛活动,机器人足球比赛主要涉及机器人技术、感知与融合、通信、视觉与图像处理、推理决策及机器学习等多个领域,作为一个典型的多智能体协作系统,该系统为机器人学和多智能体协作提供了一个理想的实验平台。本文以基于全局视觉系统的小型足球机器人系统为研究对象,重点对多机器人系统中时变环境下目标识别方法、复杂环境下路径规划方法、目标位置不确定的动态任务分配策略等问题进行研究,取得了如下具有创新性的研究成果:(1)针对足球机器人比赛中场地环境亮度变化影响机...  (本文共168页) 本文目录 | 阅读全文>>