论文部分内容阅读
移动机器人导航技术是机器人研究领域里的一个热点问题，可以说是机器人实现智能化并且应用于人类生活中的第一步，因此对人类的生活质量和社会的发展都有重要的意义。本文针对室内结构环境，设计了机器人的导航控制系统，并进行了仿真试验分析。本文首先介绍了国内外室内移动机器人发展现状，对其发展前景进行了展望，分析了适用于结构环境下室内移动机器人导航关键技术的解决方案，在此基础上确定了移动机器人导航的总体控制方案，根据功能需求分析了系统的软硬件体系结构。该控制系统采用分散式控制方式，以ARM微处理器为核心，主ARM与从ARM处理器之间采用CAN总线通信，PC机与主ARM之间采用无线网络通信，可以对机器人进行远程控制和状态监测。对系统的伺服系统结构进行了分析，并就此展开控制系统的设计，简要分析了ARM微控制器和嵌入式系统，设计了硬件接口模块电路，并对无线网络通信和CAN总线通信进行了详细的设计，通过实验验证了其可靠性。分析了移动机器人移动机构的运动模型和机器人定位原理，并用栅格法表达了环境地图，在此基础上，分别利用A*算法和Dijkstra算法进行了机器人路径规划仿真，对A*算法进行了改进，并用改进算法进行了路径规划仿真。在完成了系统结构及控制方案的基础上，研制了室内移动机器人的样机，并在室内环境下完成了机器人导航实验，可以实现从起始点到终止点的无碰撞最优路径，达到了系统的设计要求。