基于NI myRIO的智能移动机器人设计

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1、硕士学位论文基于NImyRIO的智能移动机器人设计DesignofIntelligentMobileRobotBasedonNImyRIO作者姓名：王云磊导师（职称）：邓三鹏教授学科（专业）：机械电子工程提交论文日期：2018年3月分类号：学校代码：10066密级：学号：03M080215007基于NImyRIO的智能移动机器人设计DesignofIntelligentMobileRobotBasedonNImyRIO作者姓名：王云磊导师（职称）：邓三鹏教授一级学科：机械工程学科（专业）：机械电子工程年级：2015级提交论文日期：2018年3月学位授予单位：

2、天津职业技术师范大学I独创性声明声明：本人所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得天津职业技术师范大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名：签字日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解天津职业技术师范大学有关保留、使用学位论文的规定，特授权天津职业技术师范大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影

3、印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文，允许论文被查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。（保密的学位论文在解密后适用本授权书）学位论文作者签名：导师签名：签字日期：年月日签字日期：年月日II摘要随着移动互联网、云计算、大数据等信息技术的飞速发展，新一代的信息技术已融入到工业生产中。现代化的工业生产以及社会服务对移动机器人提出了智能化、网络化的要求。本文针对移动机器人的多传感器信息融合、定位导航以及轨迹规划技术进行研究，完成智能移动机器人平台的设计、基于麦克纳姆轮全向移动的分析、基于NImyRIO的控制系统的设计以及颜色识别算法的

4、设计，并在实验场地中完成移动机器人功能的验证与分析。本文的主要研究内容可以概括为以下几个方面：对移动机器人的多传感器信息融合技术、定位导航技术以及轨迹规划技术进行分析；完成移动机器人车体结构、驱动系统、传感系统的设计选型；完成移动机器人的三维建模，进行零部件间的干涉检查。分析麦克纳姆轮及其安装形式；建立双测量轮导引方式和移动机器人的数学模型，从理论上分析两个测量轮转速、转角与四个麦克纳姆轮转速和移动机器人几何中心速度及车体转角的关系；推导考虑打滑因素的运动学方程，得出移动机器人不同行驶方向、行驶指定距离时在横向、纵向的位移偏差，最终确定麦克纳姆轮轴、径向打滑

5、率。提出移动机器人的控制要求，制定基于NImyRIO的智能移动机器人的控制系统硬件设计方案；对移动机器人的全向移动、位姿调整、升降夹取机构的程序结构进行设计，完成实验程序的编写；研究分析颜色识别算法，完成移动机器人颜色识别模块的设计。完成基于NImyRIO的智能移动机器人系统的组装与调试，借助世界技能大赛移动机器人赛项场地对移动机器人系统进行功能验证与测试。实验结果表明，移动机器人能够按预定目标完成全向移动、台球抓取、定位与位姿调整、颜色识别各项功能，在测试过程中存在实验误差，但误差都在合理范围内，从而验证了移动机器人各项设计的合理性。关键词：移动机器人，车

6、体结构，运动学方程，控制系统，颜色识别IIIAbstractWiththerapiddevelopmentofinformationtechnology,suchasmobileInternet,cloudcomputingandInternetofthings,thenewgenerationofinformationtechnologysuchasbigdataandInternetofthingshasbeenintegratedintoindustrialproduction.Modernindustrialproductionandsocialse

7、rviceshaveputforwardintelligentandnetworkedrequirementsformobilerobots.Researchonmobilerobotbasedonmulti-sensorinformationfusion,navigationandpathplanningtechnology,design,intelligentmobilerobotplatformbasedonNIcontrolsystemdesignofmyRIOandthedesignofcolorrecognitionalgorithmbasedo

8、ntheanalysis,theomnidirect