【硕士论文】基于视觉的移动机器人运动控制研究.pdf

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1、摘要移动机器人研究是机器人学中的一个重要分支在军事和民用等各方面都有着广泛的应用前景越来越受到世界各国的普遍关注足球机器人系统是移动机器人研究的理想平台正受到国内外越来越多的重视已经成为人工智能与机器人研究的前沿课题和研究热点运动控制是对移动机器人进行研究的基础好的运动控制技术将可以使移动机器人更加出色地完成任务本文就是以集控式小型足球机器人系统为研究对象以视觉伺服系统结构为主线从多个方面对基于视觉的移动机器人运动控制进行了深入系统的研究主要的内容和成果如下本文从提高移动机器人运动控制的实时性出发设计了基于DSP芯片TMS320LF2407A的移动机器人控制系统速度

2、环由于使用高速专用的微控制芯片使得足球机器人小车的控制性能得到一定提高设计过程中遇到的电平匹配滤波器设计通信协议无线通信模块编程电机驱动PID调节器设计等具体问题的解决方法也在文中得到说明通过对独立双轮移动机器人运动学模型进行分析论证了Fuzzy-PID技术应用于移动机器人运动控制中的可行性着重提出了将传统的PID控制与模糊推理相结合的参数模糊自校正PID控制器的设计方法此算法利用模糊推理提高控制的自适应能力通过PID控制实现控制的准确性在足球机器人运动控制中得到应用协调与合作是多机器人系统的关键技术本文以小型足球机器人比赛为背景提出了基于预测和势场分区的足球机器人

3、协作算法并运用于实际论文结尾对全文进行了总结并对足球机器人的硬件制作机器人视觉路径规划以及多移动机器人系统进行了展望关键词移动机器人足球机器人运动控制模糊PID多移动机器人系统IAbstractMobilerobotisanimportantbranchofroboticsandwillbewidelyappliedinbothmilitaryfieldandcivilarea.Thesoccerrobotsystemisaperfectplatformfortheresearchofmobilerobot.Ithasgainedconsiderableattent

4、ioninrecentyears.Motioncontrolisoneofthebasesofmobilerobotresearch,itcanmakegreatinfluencetoworkingresultofmobilerobot.Motioncontrolofmobilerobotbasedonvisionsystemhasbeenstudieddeeplyandsystematicallyinthethesis,withmicro-soccerrobotsystemasresearchobjectandwithvisionservosystemasconf

5、igurationofthethesis.Thecontentsareasfollows:Themicro-soccerrobotbasedonDigitalSignalProcessingtechnologyhasbeendesignedinthethesistoimproveitsreal-timeperformance.ThecapabilityofrobothasbeenenhancedbecauseoftheexcellenceperformanceofDSPchip(TMS320LF2407A).Theproblemsappearinginthedesi

6、gnprocess,suchasvoltagematching,electricfilterdesign,communicationprotocol,wirelesscommunicationmoduleprogramming,motordrive,PIDcontrollerdesignandsoon,havebeenparticularlydescribedinthethesistoo.Theapplicationofself-tuningPIDcontrollerbasedonfuzzyreasoningtothemotioncontrolofmobilerob

7、otshasbeenpresented,afterthekinematicmodelofmobilerobotshasbeenanalysed.Basedonactualcontrolrequirements,theparametersofPIDcontrollerareadjustedautomaticallybythemethod,inwhichfuzzyreasoningisappliedandtheinferenceprocessofhumanbeingisimpersonated.Theself-adaptivecapabilityisenhanced