反恐防暴機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制與路徑規(guī)劃研究.pdf

1、反恐防暴機(jī)器人是移動(dòng)機(jī)器人應(yīng)用于國(guó)防軍事領(lǐng)域中的一類(lèi)重要機(jī)器人。反恐防暴機(jī)器人擁有良好的環(huán)境感知和越障能力，在未知惡劣環(huán)境中可以借助自身攜帶的各種傳感器，自主或半自主地運(yùn)動(dòng)到指定的位置，對(duì)爆炸物進(jìn)行拆除，或者對(duì)敵人進(jìn)行射擊。
　　本文結(jié)合反恐防暴機(jī)器人獨(dú)特的機(jī)械結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)了機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)，并主要對(duì)機(jī)器人環(huán)境感知、運(yùn)動(dòng)控制和路徑規(guī)劃策略進(jìn)行了研究。完成的工作內(nèi)容有以下幾部分：
　　根據(jù)反恐防暴機(jī)器人的機(jī)械結(jié)構(gòu)，對(duì)反恐防暴

2、機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)從嵌入式主控制系統(tǒng)、無(wú)線通信系統(tǒng)、傳感器模塊、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊這四個(gè)子系統(tǒng)模塊進(jìn)行設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)了一種低成本3D激光雷達(dá)解決方案，將普通二維激光雷達(dá)和數(shù)字舵機(jī)相結(jié)合，用數(shù)字舵機(jī)在另一個(gè)軸的旋轉(zhuǎn)，增加另一維的信息，從而獲得障礙物的三維信息數(shù)據(jù)，同時(shí)將得到的三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)用計(jì)算機(jī)上位機(jī)上的3D引擎進(jìn)行顯示，從而獲得機(jī)器人周?chē)系K物的輪廓和距離信息。對(duì)反恐防暴機(jī)器人通過(guò)典型障礙進(jìn)行了步驟分解和分析，并將反恐防暴機(jī)器人模型導(dǎo)入Soli

3、dWorks motion中進(jìn)行仿真，仿真結(jié)果為反恐防暴機(jī)器人翻越障礙提供了可靠的理論依據(jù)。設(shè)計(jì)了反恐防暴機(jī)器人在公路環(huán)境下自主行駛的策略。當(dāng)公路兩側(cè)有一定高度的路沿石時(shí)，機(jī)器人可以通過(guò)超聲波傳感器實(shí)時(shí)檢測(cè)機(jī)器人和路沿石的距離來(lái)循路沿石行駛；機(jī)器人在無(wú)路沿石的路段可以通過(guò)單目視覺(jué)實(shí)時(shí)檢測(cè)公路上車(chē)道線的傾斜角度，不斷調(diào)整機(jī)器人的行進(jìn)姿態(tài)。將模糊控制應(yīng)用于路徑規(guī)劃，設(shè)計(jì)了一種針對(duì)環(huán)境信息未知的二維路徑規(guī)劃策略。針對(duì)本反恐防暴機(jī)器人可變形、通