移动机器人平台及在线监控系统设计与实现

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1、学校代码10459学号或申请号201322182200密级专业硕士学位论文移动机器人平台及在线监控系统设计与实现作者姓名：陈新导师姓名：王杰教授专业学位名称：控制工程培养院系：电气工程学院完成时间：2016年5月AthesissubmittedtoZhengzhouUniversityforthedegreeofMasterPlatformImplementationandOnlineMonitoringSystemDesignforMobileRobotByXinChenSupervisor:Prof.JieWangControlEngineeringSchoolofElectrical

2、EngineeringMay,2016学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研巧所取得的成果。除文中己经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集１体，均己在文中＾明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。：学位论文作者：５；＾＾曰期：年＾月３＾曰／学位论文使用授权声明。本人在导师指导下完成的论文及相关的职务作品，知识产权归属郑州大学、根据郑州大学有关保留使用学位论文的规定，同意学校保留或向国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子版，允许论

3、文被查阅和借阅；本人授权郑州、大学可将本学位论文的全部或部分编入有关数据库进行检索，可采用影印缩印或者其他复制手段保存论文和汇编本学位论文。本人离校后发表、使用学位论文或与该学位论文直接相关的学术论文或成果时一，第署名单位仍然为郑州大学。保密论文在解密后应遵守此规定。学位论文作者；＂曰期：ｉ？《年＾月？曰ｊ摘要摘要近年来，随着机器人技术的发展，移动机器人在科研、航空航天、工业、农业、家庭服务等各个领域都发挥了重要作用，达到了节省人力、提高效率的目的，同时也保证了操作者的人身安全。移动机器人研究非常热的一个领域就是机器人导航技术，导航又分为人工导航和机器人自主导航

4、。现阶段，在某些复杂的环境中，机器人自主导航还不是很理想。所以，通过在线监控平台来实现机器人的导航和信息采集也能帮助人们完成许多任务。本文首先搭建了一个移动机器人平台，并且完成了机器人的在线监控系统设计，然后通过监控平台无线监控机器人的移动过程。在不妨碍机器人灵活移动的前提下，完成对移动移动机器人的监视和数据交互，并实现机器人的自主及半自主运行。本文的工作从以下几个方面展开：一、首先通过需求分析和系统设计，实现了一个移动机器人硬件平台，然后在平台上展开一系列实验。采用ARM控制器和多种传感器来测量周围环境信息，同时做出反馈，并实现移动机器人的底层控制功能。二、通过采用基于openWrt系统

5、的WRTnode开发板，实现了移动机器人与上位机的无线通信功能；同时，在WRTnode上基于开源软件mjpg-streamer实现了USB摄像头的视频采集功能，并且基于Ser2net软件实现串口数据和网络数据的转换，使ARM控制器和WRTnode之间的串口通信内容可以无线传输至上位机，完成控制指令的下发以及传感器信息的上传。三、基于QT开发移动机器人在线监控平台，完成了无线控制移动机器人、远程视频监控移动机器人、传感器采集数据实时显示及存储等功能，并设计了针对本课题中移动机器人平台的传感器数据通信协议以及控制数据通信协议。四、针对移动机器人路径规划问题进行仿真研究，分别实现了人工势场法和蚁

6、群算法的移动机器人路径规划仿真。对PID和向量法相结合的移动机器人避障算法进行仿真实现，并在移动机器人平台上进行运行测试。最后，对移动机器人在线监控平台实现的功能进行总结，并对其拓展性及今后需要完善的工作进行构思。关键词：移动机器人；无线监控；人机界面；路径规划IAbstractAbstractRecently,MobileRobothasbeendevelopingfast.MobileRobotisplayingamoreandmoreimportroleinmanyareas,suchasscientificresearch,aerospace,industry,agricultur

7、e,homeservicesandsoon.Robotscansavelaborandimproveefficiency;what’smore,theycanensurethesafetyofoperators.Currently,robotnavigationisaveryhotresearchareaofrobot,andcanbedividedintoautonomousandsemi-autonomousnavi