基于云平台的移动机器人自主控制系统研究

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1、分类号：密级：UDC：编号：专业硕士学位论文(工程硕士)基于云平台的移动机器人自主控制系统研究硕士研究生：黄天龙指导教师：王宇超讲师企业导师：唐慧妍高级工程师工程领域：控制工程论文主审人!哈尔滨工程大学2018年5月万方数据分类号：——UDC：——专业硕士学位论文(工程硕士)基于云平台的移动机器人自主控制系统研究硕士研究生：黄天龙指导教师：王宇超讲师学位级别：工程硕士工程领域：控制工程所在单位：自动化学院论文提交日期：2018年5月论文答辩日期：2018年6月学位授予单位：哈尔滨工程大学万方数据ClassifiedIndex：U．D．C：ADissertationfortheProfes

2、sionalDegreeofMaster(MasterofEngineering)ResearchonMobileRobotAutonomousControlSystembasedonCloudPlatformCandidate：HuangTianlongSupervisor：Lecturer．WangYuchaoAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpecialty：ControlEngineeringDateofSubmission：May．2018DateofOralExamination：Jun．2018University：H

3、arbinEngineeringUniversity万方数据哈尔滨工程大学学位论文原创性声明本人郑重声明：本论文的所有工作，是在导师的指导下，由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献的引用己在文中指出，并与参考文献相对应。除文中己注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均己在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者(签铋膨．日期：州移年石月岁日哈尔滨工程大学学位论文授权使用声明本人完全了解学校保护知识产权的有关规定，即研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于哈尔滨工程大学。哈尔滨工

4、程大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件。本人允许哈尔滨工程大学将论文的部分或全部内容编入有关数据库进行检索，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文，可以公布论文的全部内容。同时本人保证毕业后结合学位论文研究课题再撰写的论文一律注明作者第一署名单位为哈尔滨工程大学。涉密学位论文待解密后适用本声明。本论文(囱在授予学位后即可口在授予学位12个月后口解密后)由哈尔滨工程大学送交有关部门进行保存、汇编等。作者(签字)：蔓天办导师(签字)：乏巧·磊墨日期：?afg年；月F日》-诏年‘月S日万方数据基于云平台的移动机器人自主控制系统研究摘要移动机器人是结合了多种先进技术的

5、智能系统，它已经在服务、救援等诸多方面进行了广泛应用。现在随着云计算技术的发展，将移动机器人运行产生的大规模数据交给云端进行计算处理是解决移动机器人本地计算资源匮乏的一种可行解决方案。这一解决方案能够在一定程度上缓解移动机器人硬件成本和运行效果之间的矛盾。目前，谷歌公司的Waymo平台和百度公司的Apollo平台都使用了云计算技术对自动驾驶车辆行驶过程中产生的数据进行云端化处理。本文分析了市面上已有关于全向移动机器人结合云平台的实际案例，在借鉴了它们思路的基础上，针对现有全向移动机器人进行了基于云平台的移动机器人自主控制系统研究。本文提出了基于云平台的三轮全向移动机器人总体框架及自主控制

6、系统体系结构；给出了全向机器人运动控制系统模型；完成了全向机器人双闭环姿态控制；搭建了基于安卓技术和Web技术的云端运动控制平台；完成了基于Spark的云端计算平台测试及与全向机器人的机器人操作系统ROS(RobotOperatingSystem)中心数据交互测试；利用深度相机结合Spark云端计算平台，在一定程度上实现了全向移动机器人无GPS(GlobalPositioningSystem)参与下的自主控制。从硬件层面上，移动机器人除了机器人车体、电机及底层控制单元外，还配备有深度相机、UM220．III和MPU9250等传感器来进行外部环境的检测，ARM作为移动机器人的关键部分，起到

7、了承上启下的作用，完成主控单元与机器人ROS宿主机的通信及人机交互。从软件层面上，全向移动机器人主要使用了ROS、ApacheSpark实时计算引擎、安卓开发技术和Web开发技术。通过使用这些技术实现对移动机器人的控制以及对移动机器人运行产生数据的处理。ROS作为核心，主要完成对全向移动机器人上各传感器信息的信息管理与运动控制系统及云端计算。安卓端、Web和ApacheSpark通过ROS．bridge工具实现与ROS通信。安卓端和