基于lego组件的机器人实验室系统研究与开发

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1、东北大学硕士学位论文基于LEGO组件的“机器人实验室”系统研究与开发姓名：覃文军申请学位级别：硕士专业：模式识别与智能系统指导教师：赵姝颖20061201东北大学硕士学位论文摘要基于LEGO组件的“机器人实验室”系统研究与开发摘要机器人技术的发展是一个国家高科技水平和工业自动化程度的重要标志和体现，机器人在当前生产生活中的应用越来越广泛，正在替代人发挥着日益重要的作用，是备受当今世界关注的热点课题。近年来机器人技术向着机械结构模块化、可重构化的方向发展，利用模块化组件研究机器人技术成为机器人研究的一种新方法。基于LEGO组件的“机器人实验室”系统将LEGO组件

2、引入了机器人技术的研究中，为机器人技术的研究和展示提供了一个平台，在系统的设计过程，本文针对机器人的导航和定位技术，路径规划，人机接口技术进行了深入研究和探讨。本文在阅读大量机器人技术文献的基础上，分析了机器人导航和定位的常用方法和特点，针对系统的的导航定位问题，提出了黑线导航人工路标定位方法、轨道导航角度传感器测距定位方法；接下来在归纳现有路径规划方法的特点后，改进了基于目标点已知的最短路径搜索算法—-Dijkstm算法，针对目标点未知的全覆盖路径搜索，提出了一种基于栅格法的全覆盖路径搜索算法，并通过仿真实验验证了算法的有效性；之后针对机器人的人机接口问题，

3、分析了红外通信的干扰源，提出了相应的抗干扰方法，实现了光电传感器识别、语音识别和图像识别等自动识别技术，给出了人机交互界面的设计方法；最终本文在机器人相关技术的研究基础上，设计并实现了“机器人实验室”系统包含的迷宫机器人、直角坐标仓储机器人、语音控制机器鹦鹉三个子系统。关键词：机器人；LEGO；导航；定位；路径规划；栅格法；语音识别；图像识别．II．东北大学硕士学位论文AbstfactReasearchandDevelopmentof‘‘RobotLaboratory’’BasedonLEG0ModuleAbstractTheDevelopmentofrobo

4、ttechnologyisamarkandexternalizationofthenationalhigh-technologyandindustrialautomationlevel．Nowtheapplicationareasofrobot印idlyenlargeinproductionandliving．Robotshavereplacedmaninvariousareasandbecomemoreandmoreimportant．Robottechnologyisthehotspotintheworldview．Themodualandrestruet

5、ingmachinestructureisthedirectionofrobottechnologydevelopment．Therobotmodulehasbecomeanewresearchmethodforstudyrobottechnology．The‘'RobotLaboratory'’isdesignedtointroducetheLEGOmoduleintorobottechnologyresearchandprovideaplatformforstudyinganddisplayingrobottechnology．Therobotnaviga

6、tion,lacalization，pathplanningandman-machineinterfacetechnologyisstudiedanddiacussedinthethesis．Thethesisisbasedontheformerreasearcher’swork．Themethodsofrobotnavigationandlocalizationisanalysedinthethesisandtwonewmethodsofnavigationandlocalizationa∞setl

7、p．Oneisblacklinenavigationand

8、artificallandmarklocalization．Theotheroneisn_acknavigationandmeasuringdistancelocalizationwithanglesenor．Nextthefeaturesofthegeneralpathplanningmethodaresummarized．AfterthattheDijks衄algorithmtosearchtheshortestpathfortheknowntargetisdevelopedandanew鲥dmethodalgorithmtoslovetheproblem

9、ofthecompletecovera