基于多傳感器的環(huán)境污染檢測機器人控制研究.pdf

1、在發(fā)生環(huán)境污染或化學(xué)物質(zhì)泄露事故時，經(jīng)常遇到情況不明、高度危險、人員無法接近且使用通常手段無法實施檢測的區(qū)域。此時，迫切需要能代替人進入事故現(xiàn)場的環(huán)境污染檢測機器人，采用搭載了環(huán)境檢測儀器的環(huán)境污染檢測機器人，可以方便安全地進入污染現(xiàn)場，取回樣本，為事故處理提供依據(jù)。本文結(jié)合教育部重大創(chuàng)新培育基金項目，重點研究了環(huán)境污染檢測機器人的總體結(jié)構(gòu)、傳感系統(tǒng)、車載機械手系統(tǒng)以及圖像處理技術(shù)在移動機器人上的應(yīng)用。 本文分析了環(huán)境污染檢測機

2、器人的功能需求并討論了機器人車體的結(jié)構(gòu)設(shè)計方案，設(shè)計了一種分層式、模塊化、網(wǎng)絡(luò)化、局部智能等特點的電子系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)，根據(jù)實際需要選擇了用于定位導(dǎo)航、運動控制的傳感器并詳細分析和討論了機器人的傳感系統(tǒng)，提出了一種分布式智能超聲測距系統(tǒng)并給出了軟硬件設(shè)計方法。此分布式智能超聲測距系統(tǒng)的每個智能測距模塊都可以單獨使用，各個智能測距模塊并行工作，不僅可以提高效率，而且單個模塊故障時也不會影響其他模塊。 由于環(huán)境檢測機器人上的電子設(shè)備要執(zhí)

3、行的任務(wù)很多，提高微處理器的利用效率及程序的執(zhí)行效率非常關(guān)鍵，最為有效的手段就是在微處理器上運行一種實時性高的嵌入式操作系統(tǒng)。本文詳細討論了嵌入式實時操作系統(tǒng)μCOS-II在C8051F020上的移植方法，并開發(fā)了一套基于μCOS-II的串行通信接口驅(qū)動程序，大大提高了程序的效率，保證了程序的實時性和穩(wěn)定性。 機械手是環(huán)境污染檢測機器人非常重要的組成部分，它直接關(guān)系到機器人在事故現(xiàn)場的工作效率。本文分軟件和硬件兩部分詳細介紹了環(huán)

4、境污染檢測機器人的車載機械手系統(tǒng)。設(shè)計了一種高效可靠的電機驅(qū)動器，驅(qū)動電機的H橋電路的功率元件并沒有選用互補的P溝道和N溝道MOSFET，而是全部采用N溝道的功率MOSFET，這樣可以大大減小電機驅(qū)動器的散熱量，提高驅(qū)動器的穩(wěn)定性和適應(yīng)能力。 計算機視覺是目前的研究熱點，視覺導(dǎo)航也是機器人的一個非常重要的發(fā)展方向。本文對計算機視覺在移動機器人上的應(yīng)用做了一些基礎(chǔ)性的探索和研究。介紹了目前應(yīng)用非常廣泛的計算機視覺類庫OpenCV，