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随着机器人相关研究的逐步深入,其机动性能越来越强,相较人类在复杂的环境具有更强的灵活性。其中小车机器人由于其体积小、行动灵活、对任务执行环境要求低、操作方便等优点,在工程实际中得到广泛应用。针对单个小车机器人在执行复杂任务时存在局限性的问题,本课题设计并搭建了履带式小车机器人软、硬件平台,对其运动及抓取过程进行分解并设计了相应算法,利用车载和外部USB摄像头结合图像处理算法对小车机器人进行导航和抓取目标高度计算,同时利用ZigBee自组网无线通信模块构建多智能体通信网络,进而降低了任务的复杂度。本文的主要工作和研究成果如下:1.通过装载外部传感器,ZigBee无线自组网模块以及对小车机器人关键部件如:电机、机械臂的选型,设计并搭建具有自主性的小车机器人硬件平台。对搭建的小车机器人进行运动学分析,得出转弯半径与电机转速之间的数学关系,用于实现小车机器人转弯半径控制。2.针对小车机器人的视觉导航问题,基于RGB颜色空间的目标特征识别算法,给出PID视觉导航控制算法。对外部USB摄像头所摄图像,设计基于HSV颜色空间的目标高度计算方法。为实时观察机器人的运行状态并显示图像处理结果,在计算机端利用MFC开发上位机软件。3.针对两小车机器人的目标逼近问题,提出PID控制、距离-角度(l-?)控制与基于距离的分程控制相结合的控制方法,利用超声波传感器和电子罗盘构成的闭环系统,调整车身姿态使两车相对抓取目标的距离和角度一致,并针对机器人运行过程中电子罗盘所产生的软磁罗差,使用最小二乘椭圆拟合法对其进行补偿矫正。4.利用D-H法对机械臂进行建模,使用MATLAB验证所建模型的合理性,并用数学解析法对机械臂关节角度进行逆解,得出机械臂关节角度与抓取目标距离和高度的关系,利用抓取实验和仿真验证逆解方法的正确性。通过对机械臂的正/逆运动学分析得出主/从机械臂末端耦合运动关系,实现两辆小车机器人机械臂的同步抓取。5.针对角度PID控制算法输入误差过大的问题,提出小车机器人转向策略,优化机器人转向行为,并结合一致性控制算法,实现两小车机器人返程角度一致性控制。