智能移動機器人及其基于行為控制技術(shù)研究.pdf

1、隨著機器人的應(yīng)用范圍的不斷拓寬,機器人所面臨的工作環(huán)境也越來越復(fù)雜,往往是未知的、動態(tài)的、非結(jié)構(gòu)化的,所以,要在這種環(huán)境下實時地完成各種任務(wù),就對機器人的控制提出了新的挑戰(zhàn).在中科院沈陽自動化所機器人學(xué)重點開放實驗室"基于視覺感知的機器人行為控制技術(shù)研究"(項目編號:RL2002002)項目的支持下,本文對移動機器人的行為控制進行了較為系統(tǒng)的研究,提出了基于視覺和超聲波信息的機器人行為控制策略.本文的主要工作和創(chuàng)新點包括:詳細地研究、總

2、結(jié)了移動機器人及其控制技術(shù)的現(xiàn)狀,對當(dāng)前的國內(nèi)外移動機器人的發(fā)展進行了分析和展望.通過對基于行為機器人控制技術(shù)的研究,對機器人基于行為控制技術(shù)的進展進行了綜述,并提出、設(shè)計了一種用于移動機器人完成多目標任務(wù)的行為控制系統(tǒng).本文提出的移動機器人控制方案,將視覺信息和超聲波信息同時用于了機器人感知,并結(jié)合在實際環(huán)境中的情況,將基于行為控制融合進模糊控制的思想中,將移動機器人的多個行為實現(xiàn)在模糊決策和基于優(yōu)先度的行為決策中,并且通過視覺信息使

3、機器人能夠完成面向目標的任務(wù).自行研制了RIRA移動機器人,其硬件系統(tǒng)包括驅(qū)動模塊、無線通訊模塊、感知模塊等.RIRA移動機器人的轉(zhuǎn)向機理是履帶式車輛的運動方式.在RIRA移動機器人自身負重能力有限的情況下,成功地實現(xiàn)了自主式移動機器人的無線控制,從而確保了機器人的自主性.設(shè)計了RIRA移動機器人的感知系統(tǒng),包括超聲波傳感器和視覺傳感器兩大模塊.RIRA移動機器人采用了多路超聲波傳感器組合,使用了兩款可測不同距離超聲波傳感器,用于消除超

4、聲波傳感器的盲區(qū)問題,保證檢測到盡可能完全的障礙物信息.另外RIRA移動機器人采用了Sony EVI-D31 PTZ攝像頭,自主研制了其單片機控制軟件,成功地實現(xiàn)了計算機串口控制,從而有效拓寬了該攝像頭應(yīng)用范圍,成功地用于了機器人領(lǐng)域,大大的擴展了機器人的視覺功能.最后進行了仿真和實驗,并對結(jié)果進行了分析.運用MATLAB語言進行了三輸入兩輸出模糊控制器的設(shè)計,在移動機器人仿真平臺MOBOTSIM上進行了仿真實驗.然后把控制策略在RIR