智能移動(dòng)機(jī)器人綜合平臺(tái)控制研究.pdf

1、智能移動(dòng)機(jī)器人綜合平臺(tái)包括復(fù)雜環(huán)境監(jiān)測(cè)，路徑規(guī)劃，動(dòng)作執(zhí)行以及人機(jī)互動(dòng)等功能，同時(shí)它也是機(jī)器人科學(xué)領(lǐng)域內(nèi)的主要研究對(duì)象之一。本論文立足實(shí)際的科研項(xiàng)目，圍繞智能移動(dòng)機(jī)器人綜合平臺(tái)的構(gòu)建、多路電機(jī)綜合控制、多傳感器數(shù)據(jù)采集、姿態(tài)數(shù)據(jù)融合和嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)等方面內(nèi)容進(jìn)行了深入的設(shè)計(jì)研究，并重點(diǎn)解決了智能移動(dòng)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)控制、姿態(tài)精確檢測(cè)、人機(jī)交互等問題。
　　通過對(duì)國內(nèi)外智能移動(dòng)機(jī)器人綜合平臺(tái)的發(fā)展過程進(jìn)行歸納梳理，在總結(jié)多種嵌入式微控制

2、器的特性與功能基礎(chǔ)上，根據(jù)智能移動(dòng)機(jī)器人綜合平臺(tái)的項(xiàng)目需求，基于ARM9的S3C2440微控制器作為核心，采用模塊化設(shè)計(jì)思想確定了智能移動(dòng)機(jī)器人綜合平臺(tái)的總體硬件設(shè)計(jì)方案，并重點(diǎn)考慮和設(shè)計(jì)了采用總線控制方式下的姿態(tài)檢測(cè)模塊與距離檢測(cè)模塊的控制和數(shù)據(jù)處理問題的方法。
　　軟件平臺(tái)基于開源免費(fèi)且穩(wěn)定可移植的嵌入式Linux系統(tǒng)，設(shè)計(jì)并建立了系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境，同時(shí)有效地進(jìn)行了Bootloader引導(dǎo)程序的制作、系統(tǒng)內(nèi)核的剪切與應(yīng)用開發(fā)程序的

3、連接。分析了用于驅(qū)動(dòng)移動(dòng)平臺(tái)直流無刷電機(jī)的控制模型，并應(yīng)用PWM控制方式以及結(jié)合PID的調(diào)節(jié)原理構(gòu)建了平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)。
　　詳細(xì)分析了運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)姿態(tài)解算與數(shù)據(jù)融合問題，基于歐拉定理，在機(jī)體坐標(biāo)系，建立了運(yùn)動(dòng)姿態(tài)描述方程，并重點(diǎn)針對(duì)姿態(tài)檢測(cè)模塊存在多傳感器數(shù)據(jù)融合的問題，提出了基于四元數(shù)的互補(bǔ)濾波法能夠獲取穩(wěn)定的姿態(tài)值的方法，較好地解決了數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確獲取問題。
　　通過三軸姿態(tài)信息檢測(cè)實(shí)驗(yàn)、六路超聲波測(cè)距實(shí)驗(yàn)以及電機(jī)轉(zhuǎn)速控制實(shí)