仿人家庭移動服務機器人應用研究.pdf

1、機器人技術(shù)是由計算機、控制論、電子學、仿生學、人工智能、信息傳感技術(shù)等多學科交叉而形成的高新技術(shù)。目前其研究十分活躍，應用領域日益廣泛，已經(jīng)成為衡量一個國家高科技發(fā)展水平的重要標志。面向家庭應用的具有開放式控制系統(tǒng)并能進行視覺控制的智能服務機器人，因其具有更好的通用性和環(huán)境適應能力，是機器人發(fā)展的一個趨勢。
　　本文在對家庭服務機器人相關(guān)技術(shù)進行研究的基礎上，利用低成本器件設計了一個簡易的家庭服務機器人系統(tǒng)。它能夠在室內(nèi)行走，通過

2、自身傳感器感知周圍環(huán)境，完成目標跟蹤、拿持物體、簡單娛樂等功能。其機身為鋁合金支架，結(jié)構(gòu)上具備人的基本結(jié)構(gòu)，包括頭部、手臂、腰部、腿和腳五部分。頭部為一個數(shù)字攝像機，作為機器人視覺，用來對目標物體進行跟蹤和定位。單片機對獲得的數(shù)字圖像進行了中值濾波、二值化、圖像特征點提取等預處理，獲取了目標物體的中心點。手臂由連桿和舵機連接而成，共有5個自由度，同時手臂上也安裝有一個攝像頭，組成機械臂的手眼結(jié)構(gòu)，將末端執(zhí)行器實際位置反饋給控制器，實現(xiàn)機

3、械臂的閉環(huán)控制。為了使手臂能夠準確的抓取到目標物體，對機械臂進行了運動學分析，采用D-H方法建立了機械臂的運動學模型，求得了運動學方程的正解和逆解，用MATLAB工具仿真了其工作空間，并驗證了方程推導的正確性。腳是兩輛飛思卡爾智能車，分別由兩個英飛凌單片機進行控制，單片機之間通過無線模塊進行通信，實現(xiàn)信息的交換，使機器人能夠穩(wěn)定行走。同時兩個控制器還分別采集多個傳感器的信息，控制不同的執(zhí)行機構(gòu)完成相應動作。軟件部分采用模塊化設計，將不同