家用保安機(jī)器人避障傳感單元研制及路徑規(guī)劃研究.pdf

1、目前，市場上的服務(wù)機(jī)器人主要面向酒店、博物館等場所從事迎賓服務(wù)工作，售價(jià)都在數(shù)十萬元，消費(fèi)群體比較窄，因此開發(fā)面向家庭服務(wù)、技術(shù)上實(shí)用、低成本、低功耗、體積小巧、可靠性高、智能化程度高的服務(wù)機(jī)器人具有很大的市場潛力。
　　本文不采用傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)作為機(jī)器人的控制系統(tǒng)，而是采用基于SAMSUNG公司的高性能的32位嵌入式ARM處理器S3C44B0X搭建的硬件平臺作為家用保安機(jī)器人的控制核心，充分利用了嵌入式處理器的高性能、接口豐富、方

2、便擴(kuò)展、可靠性高、資源豐富等優(yōu)點(diǎn)，移植實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)μC/OS-II及GUI圖形支持系統(tǒng)，增強(qiáng)平臺操作的實(shí)時(shí)性，實(shí)現(xiàn)了多任務(wù)間通信，解決了隨著系統(tǒng)的不斷開發(fā)，程序開發(fā)與維護(hù)愈來愈難這一弊病。
　　本文研制出價(jià)格低廉的避障傳感單元，采用8位單片機(jī)AT89C52作為傳感器的控制、數(shù)據(jù)采集及處理單元，分時(shí)控制8路超聲波傳感器，對周圍的障礙物的距離進(jìn)行檢測，紅外線傳感器有效的彌補(bǔ)了超聲波盲區(qū)的缺陷。針對機(jī)器人對位姿精度的要求，本文設(shè)計(jì)了一種

3、基于高精度運(yùn)動(dòng)控制器的全數(shù)字位置伺服控制芯片（LM629)及專用于直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片（LMD18200)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊。電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、電機(jī)及增量式光電編碼器構(gòu)成一個(gè)完整的閉環(huán)反饋系統(tǒng)。同時(shí)本文建立機(jī)器人運(yùn)動(dòng)的數(shù)學(xué)模型，通過編碼器反饋的數(shù)據(jù)計(jì)算出機(jī)器人在世界坐標(biāo)系中的位姿，并應(yīng)用改進(jìn)了的人工勢場法根據(jù)避障傳感單元返回的局部環(huán)境信息進(jìn)行路徑規(guī)劃，使機(jī)器人運(yùn)動(dòng)過程中實(shí)時(shí)避障到達(dá)目標(biāo)點(diǎn)。
　　本文最后在家用保安機(jī)器人應(yīng)用平臺上進(jìn)行了性能測試