履带式移动机器人控制系统设计与实现

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1、硕士论文履带式移动机器人控制系统设计与实现摘要移动机器人是一个集环境感知、动态规划与决策、行为控制与执行于一体的综合系统，涉及机械、传感器、电子、自动化、计算机以及人工智能等多学科的研究成果，是目前理论研究和工程实践最活跃的领域之一。随着研究的深入和各种相关技术的发展，移动机器人已经走出实验室，广泛应用于军事、工业和服务业等领域。本文以一款履带式移动机器人为应用背景，搭建基于视觉的控制系统平台，采用嵌入式技术开发了基于WLAN网络的视频监控系统，对应用于移动机器人的非结构化道路检测算法进行了研究。本文的主要工

2、作包括以下几点：(1)基于分布式架构，采用CAN总线构建整个控制系统，主控平台以基于ARM920T的s3c2410微处理器为核心，扩展出USB、以太网和CAN总线接口分别连接摄像头、无线AP、传感器数据采集模块以及运动控制模块。传感器数据采集模块以MSP430单片机为核心，完成了对超声波、GPS、电子罗盘等的数据采集电路的设计，并扩展了CAN总线接口，使其能挂到CAN总线上进行数据通信。运动控制模块以TMS320F2812为核心对电机进行电流、速度双闭环的控制。(2)采用嵌入式Linux技术进行软件开发，构建

3、了ARM．Linux嵌入式开发环境，移植歼源的Spca5xx摄像头驱动，采用Vide04Linux进行视频采集，以Xvidcore为算法核心将视频数据压缩成MPEG4格式，以套接字为基础实现与监控平台视频流和控制流的网络通信。(3)运用DirectShow开发技术，完成了能够实现视频播放和压缩存储的远程监控客户端软件的设计，并与机器人服务器端进行联调，达到预期效果。(4)在完成机器人控制系统软硬件平台搭建的基础上，对基于视觉的非结构化道路检测算法进行了研究。在分析现有算法的基础上，提出了适合于移动机器人的基于

4、道路中心线提取的实时道路检测算法，为实现移动机器人基于视觉的自主导航奠定了基础。关键词：移动机器人，控制系统，ARM．Linux，视频监控，道路检测Abstract硕上论文MobilerobotWhichisoneofthemostactiveareasoftheoreticalresearchandengineeringpractice，isaintegratedsystemofenvironmentalawareness，dynamicplanninganddecision—making，andbehav

5、iorcontrol，involvingmulti-disciplinaryresearchofmechanical，sensors，electronics，automation，artificialintelligence，computerandetc．Withadetailedstudyanddevelopmentofavarietyofrelatedtechnologies，mobilerobotshavebeenoutofthelab，widelyusedinmilitary,industrial，s

6、erviceandotherfields．Inthispaper,ontheplatformofatrack—typemobilerobot，avision—basedcontrolsystemplatformisbuilt．AvideomonitoringandcontrolsystembasedontheWLANnetworkisdeveloped，usingembeddedtechnology．Andthealgorithmofunstructuredroaddetectionappliedtomobi

7、lerobotsisstudied．Themajorworkincludesthefollowings：(1)TheentirecontrolsystemofdistributedarchitectureisbuiltbasedonCANbus．Thecoreofmaincontrolplatformisthemicroprocessors3c2410，expandingtheinterfacesofUSB，EthernetandCANbus，whichareconnectedtothecamera，wire

8、lessAP’thesensormoduleandthemotioncontrolmodule．OntheboardofsensordataacquisitionbaseontheMCUofMSP430，thecircuitisdesignedfordataacquisitionofultrasonicsensogGPSandelectroniccompass，andCANbusinterfacei