自主移动机器人磁化路径导航信息生成理论与系统的研究

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1、南京理工大学硕士学位论文自主移动机器人磁化路径导航信息生成理论与系统的研究摘要导航定位技术是自主移动机器人的关键技术。本文提出了一种原创性导航定位概念一磁化路径磁迹导航技术，即机器人在运行过程中，磁化装置磁化路径并在地面生成一条磁迹，通过磁传感器检测磁迹信标作为自主导航信息，这一导航技术对全区域覆盖移动机器人导航特别有效。文中首先应用电磁场和土壤磁化理论，对磁化路径的磁遮生成进行理论分析，探索对地面±壤磁化的机理及±壤磁化的特性，通过分析发现土壤在外磁场作用下其磁性明显增强，并且土壤所获得的剩磁(磁迹)可以保持相当长的时间，镊出磁化士壤生成磁化路径，获得移动机器人导航磁透信

2、标是可行的。同时在分析士壤磁化特性理论的基础上，得到磁化路径磁迹的磁场强度及土壤磁化要求，根据这些指标，设计了基于RC脉冲充磁理论的磁化装置，并详细介绍了该装置的结构、硬件电路、功率优化等设计，还应用有限元法计算出磁化装置空间磁场的分布及大小，最后完成了整个装置的硬件及软件设计。通过系统调试与实验，获得了较为满意的结果，这～研究结果验证了应用本文所提出的磁化路径磁迹导航技术，实现机器人自主导航的有效性，具有良好的工程应用前景，关键词：自主移动机器人全区域覆盖脉冲充磁磁化路径磁化装置Abstmet硕士论文AbstractThetechnologyofnavigationand

3、orientationisoneofthevitaltechnologiesforautonomousmobilerobot．Inthispaper,anewconceptofnavigationandorientationisproposed，itisnamedaftermagnetizedpathnavigation．Usingthisnavigationtechnique，thespecialmagnetizationdevicemagnetizessoilduringthecourseofrobot’smovingontheground，andthenastripo

4、fmagneticvestigewillbecreatedinthesurfacelayerofground．Navigationwillcometrueforrobotbymagneticsensors’detectingthismagnetbeaconingandregardingitasself-determinationnavigation’sinformation．Thistechnologyofnavigationisveryeffectiveonmobilerobotsofwholeregion-coverage．Atthebeginningofthisthe

5、sis，thetheoryofcreatmgmaglaeticvestigeisanalyzedbyusingthetheoryofelectromagneticfieldandsoilmagnefization．Theprinciplesandthegenericcharacteristicsofsoilmagnetizationa托discussed．Thenwediscoverthattheintensityofsoil’smagnetismwillincreasedistinctlyontheeffectofexternalmagneticfield，andther

6、esidualmagnetism(magneticvestige)earlbereservedforalongtime．Basedonthisfactabove．weconsider血eprocessthatmagnetizationsoilandcreatingmagneticvestigeisfeasibleforrobots’navigation，Atthesametime，onthebasisofcharacteristicsofsoilmagnetization，italsogettheintensityofm黾g,neticvestigeandthenecess

7、ityofsoilmagnetization．Accordingtotheseneed，wedevisethemagnetizationdevicebasedonthetheoryofRcpulsemagnetization，andpresentt}1edevicesize，h盯dwarecircuitandpoweroptimizationindetail．Atlast，wefinishthedesignofthehardwareandthesoftwarefortheentiremagnetizationdev