探析智能移动机器人控制系统研究

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1、南京航空航天大学硕士学位论文智能移动机器人控制系统研究姓名：俞建军申请学位级别：硕士专业：交通信息工程及控制指导教师：朱剑英20080101南京航空航天大学硕士学位论文摘要智能移动机器人作为第三代机器人技术，已成为机械学、电子学、计算机技术、人工智能等学科的典型载体。随着信息时代的来临和第三产业的蓬勃发展，高级形态的智能机器人从工业领域日益渗透到人们的日常生活中，并在工业制造、军事、科研、服务、娱乐等各领域彰显实力，具有着重大的军事和民用价值，其发展前途不可限量。本文通过对现有机器人技术的研究与总结，在参考了现有模型的基础上设计了满足实验和实际工作要求的智能移动机

2、器人系统方案，并搭建了一个以视觉反馈为导航方式的机器人控制系统。其中，提出了PC主机、主机发送端、机器人本体执行端三层C/S通讯模式。该模式实现了系统功能的模块化分解，提高了系统的灵活性。本文以爱尔曼转向方式的常规四轮车式作为机器人的机械平台，并以TI公司16位FLASH型MSP430F149单片机为核心开发了一套嵌入式控制器系统，以低成本、低功耗运动控制为例，在建立了相应的运动学模型上给出了结合视觉反馈的机器人实时运动控制框架。论文完成了机器人机构设计、视觉导航系统、运动执行系统、通信系统的功能设计和模块化实现，并着重介绍了嵌入式控制系统的软硬件系统设计结构。解

3、决了机器人在技术、成本以及普及方面的问题。在软硬件系统的基础上，本文提出了基于图像分割的实时处理算法，并结合机器人本体控制模型的进行实时控制和道路导航。初步实验证明，该模型满足了嵌入式控制系统的功能要求和时间要求，算法简单、高效，并实现了该系统的非完整性约束的控制。最后，本文对智能移动机器人控制系统的开发作了研究总结和展望。关键字：智能移动机器人；三层C/S通讯模式；MSP430F149；图像分割；视觉导航I智能移动机器人控制系统研究ABSTRACTAsthethirdgenerationofrobottechnology,theintelligentmobile

4、robothasbeenthetypicalcarrierofthefieldsofmechanics,electronics,computerscienceandartificialintelligence,etc.Withthecomingoftheinformationeraandtheboostofthe“thirdindustry”,theadvancedintelligentmobilerobotshavebeenwidelyusedinmanufacture,scientificresearch,military,serviceandentertai

5、nment.Andithasatendencyofbeingapartofpeople’sdailylives.Consequently,intelligentmobilerobotsareofgreatvaluebothinmilitaryandcommence,andhaveapromisingfuture.Havingreferredtothelateststudiesandmodelsinrobots’technologyarea,thisthesistriestodeviseasystematicintelligentmobilerobotproject

6、correspondingtotheexperimentandpracticaluse,aswellasbuildingarobotcontrolsystemwithvisual-feedbacknavigation.AnovelC/Scommunicationmodeisproposedwhichisthree-layered:PCmainframe,mainframesenderandrobotexecutant.Thismodemakesitpossibletodisassemblethefunctionofthesystem,andmakesthesyst

7、emmuchmoreflexible.Thisthesisdevelopsanembededcontrolsystem,utilizingtraditionalfour-wheelcoachofAlemanturningastherobotmechanicalplatformandTICorporation’sMSP430F149MCUasthecore.Meanwhile,areal-timemotioncontrolframeforrobotsisprovidedcombinedwithvisualfeedbackonthebasisofcertainmode

8、lsonm