室外移動(dòng)機(jī)器人的遙操作系統(tǒng)和路徑規(guī)劃的研究.pdf

1、室外移動(dòng)機(jī)器人也稱為智能汽車，對(duì)它的研究開始于上世紀(jì)70年代，最初的資金主要來自于軍方支持，早期的應(yīng)用領(lǐng)域也主要集中在軍事科研上，如軍事偵察、宇宙探險(xiǎn)及核電站危險(xiǎn)環(huán)境等。后來，室外移動(dòng)機(jī)器人在日常生活中(如交通運(yùn)輸、社會(huì)服務(wù)等)所具有的廣闊應(yīng)用前景逐漸受到人們的重視。從上世紀(jì)80年代開始，許多政府部門和相關(guān)組織都制定了這方面的發(fā)展計(jì)劃，一些大型汽車公司也紛紛尋求和科研機(jī)構(gòu)的合作開發(fā)。由于當(dāng)今的室外移動(dòng)機(jī)器人還不能達(dá)到完全自主駕駛，因此室

2、外移動(dòng)機(jī)器人的遙操作系統(tǒng)和路徑規(guī)劃成為其核心研究內(nèi)容。
　　 遙操作是當(dāng)今操控室外移動(dòng)機(jī)器人的主要手段，遙操作系統(tǒng)的品質(zhì)決定了移動(dòng)機(jī)器人工作的可靠性與工作范圍的廣泛性。本文在多臺(tái)室外移動(dòng)機(jī)器人實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上設(shè)計(jì)了遙操作系統(tǒng)，設(shè)計(jì)了遙操作系統(tǒng)的硬件和軟件，詳細(xì)介紹了遙操作系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)組成，包括一種改進(jìn)的新型數(shù)據(jù)傳輸通道保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定可靠，本文還設(shè)計(jì)應(yīng)用了一種具有力反饋和無縫切換技術(shù)的測(cè)控計(jì)算機(jī)和遙控器控制系統(tǒng)，提高了遙操作系統(tǒng)的

3、可操作性。設(shè)計(jì)了遙操作系統(tǒng)的軟件系統(tǒng)，在遙控器的方向盤程序部分加入了PTD控制。在攝像機(jī)標(biāo)定理論的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了一種新型的引導(dǎo)式遙控，操作員可以通過觸摸點(diǎn)擊觸摸屏方便簡潔的對(duì)移動(dòng)機(jī)器人進(jìn)行控制。另外，整套遙操作系統(tǒng)還包括CPS電子地圖以使操作員更好的觀測(cè)環(huán)境信息，友好的人機(jī)交互界面和可升降的全向天線等。實(shí)驗(yàn)平臺(tái)做了大量的野外環(huán)境的測(cè)試，試驗(yàn)結(jié)果表明，該系統(tǒng)可以適應(yīng)于各種野外復(fù)雜環(huán)境，可靠穩(wěn)定的完成各種遙操作任務(wù)。
　　 本文后半部

4、分研究了室外移動(dòng)機(jī)器人的另一關(guān)鍵技術(shù)：路徑規(guī)劃。
　　 在介紹了幾種常用的路徑規(guī)劃的方法之后，在人工勢(shì)場法的基礎(chǔ)上提出了一種基于模糊控制的人工勢(shì)場的路徑規(guī)劃的方法，并且在仿真軟件上仿真驗(yàn)證，之后設(shè)計(jì)了一種室內(nèi)小車實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，在解決了小車自動(dòng)識(shí)別相對(duì)坐標(biāo)點(diǎn)的問題之后驗(yàn)證了前面提出的路徑規(guī)劃的方法，實(shí)驗(yàn)表明本文所述的路徑規(guī)劃方法可以克服傳統(tǒng)人工勢(shì)場法的局部穩(wěn)定點(diǎn)的問題，具有較好的實(shí)用性。另外，在本文最后提出了移動(dòng)小車實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證