基于嵌入式平台的智能移动机器人系统设计

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1、Ｉ赚柄＃Ｍｌ圍硕±学位论文胃＇ＦＪｆｖｐｐ圍３基于嵌入式平台的智能移动机器人系统设计作者姓名ｍ学誦巧姓名、职赖李麵教授企业导师姓名＇职称呂衍秋研究员Ｍ申巧学位类别工程硕±＾，＾Ｖ＾９人ｆＲ西安电子科技大学学位论文独创性（或创新性）声明秉承学校严谨的学风和优良的科学道德，本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加Ｗ标注和致谢中所罗列的内容外，论文中不包當其他人己经发表或撰写过的研究成果；也不包含为获得西安电子科

2、技大学或其它教育机构的学位或巧书而使用过的材料一。与我同工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。一。学位论文若有不实么处，本人承担切法律责任本人签名：日期：命則ｊ西安电子科技大学关于论文使用授权的说明本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研巧生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属于西安电子科技大学。学校有权保留送交，１，允许查阅、借阅论文：＾允许采论文的复印件；学校可公布论文的全部或部分内容用影印，获得学位后结合学位论文研、缩印或其它复制

3、手段保存论文。同时本人保证巧成果撰写的文章，署名单位为西安电子科技大学。的学位论文在本授权保密年解密适书。＾后用碑：名：本人签名导师签术＾＂３＇尸化：：日期評日期Ｉ学校代码10701学号1305122303分类号TP24密级公开西安电子科技大学硕士学位论文基于嵌入式平台的智能移动机器人系统设计作者姓名：程坤领域：光学工程学位类别：工程硕士学校导师姓名、职称：李庆辉教授企业导师姓名、职称：吕衍秋研究员学院：物理与光电工程学院提交日期：2016年3月ADesignfortheSystemofIntellig

4、entMobileRobotBasedonEmbeddedPlatformAthesissubmittedtoXIDIANUNIVERSITYinpartialfulfillmentoftherequirementsforthedegreeofMasterinOpticalEngineeringByChengKunSupervisor:LiQingHuiProfessorLvYanQiuResearchFellowMarch2016摘要摘要智能移动机器人作为多学科交叉的研究成果，目前被广泛的应用于军事物资输送、环境侦测、危险排除、伤员救助、

5、航空探测、目标追踪等重要领域。由于使用背景和目的的不同，移动机器人在机械结构、控制方式以及传感器配置上具有较大的差异，无法满足对机器人单机多任务的使用要求。因此需要设计出一款既能满足多任务需求，又能运行稳定、操作方便的智能移动机器人。本文结合国内外智能移动机器人研究成果以及目前技术发展现状，设计了一款具有多姿态行走模式的智能移动机器人。该机器人系统的整体机械结构由双轮平衡行走机构、双轮臂机构、夹持机械手机构、上盖旋转机构、顶盖升降机构、车架等部件组成。机器人的控制系统是由硬件驱动系统以及嵌入式操作平台组成。硬件驱动系统由AVR单片机作为主控

6、芯片，用来控制整个机器人的运动以及动作的执行；嵌入式操作平台采用基于ARM的Linux操作系统，通过上位机实现对硬件驱动系统的主从控制以及图像传感器的数据采集。本文详细阐述了移动机器人各个执行机构的结构设计以及工作原理。通过软硬件控制可以实现移动机器人的多种行走模式，包括双轮平衡行走模式、大轮驱动四轮行走模式、小轮驱动四轮行走模式以及越障模式；通过对执行机械手的操作可以实现对目标物体的夹持和搬运功能，配合搭载的摄像机实现对目标物体的准确定位；通过对旋转升降装置的操作可以实现图像信息的全方位采集以及路径导航功能。本文给出了移动机器人各个动作执

7、行部件的驱动电路以及工作原理，配合搭载的距离传感器和姿态传感器可以实现一定范围的自动避障以及自主导航。通过设计的上位机控制软件可以实现对移动机器人的实时远程控制，文章给出了实现机器人远程控制的控制方法以及软硬件配置，同时介绍了基于OpenCV的摄像机简单自标定方法以及基于OpenNI的深度图像信息采集分析的实现方法。关键词：移动机器人，ARM，机械手，双轮平衡，图像采集IABSTRACTABSTRACTIntelligentmobilerobotasamulti-disciplinaryresearch,iswidelyusedinmili

8、tarytransportsupplies,environmentaldetection,riskofexclusion,rescuethewounded,airdetectio